一种基于微藻提高含氧量的空气净化装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及气体净化领域，尤其涉及一种基于微藻提高含氧量的空气净化装置及其使用方法。

背景技术

室外空气污染包括雾霾等，经常出现于新闻中，但室内空气污染同时也是一个值得关注的环境问题，可能会导致严重的健康问题，因此，对室内空气质量进行提升是减少室内空气污染并改善人类生存环境的重要途径。

室内环境对人类接触空气污染物的总量贡献大，主要由于人们大部分时间在室内度过，家庭空气污染是一个全球环境健康问题，每年约有430万人因室内空气污染而死亡。洁净的空气是生命的基本前提之一，近年来空气污染问题加剧，人们对于室内空气污染的环境保护意识增强，对于安全、健康的室内生活环境的追求也在不断提高。

对室内空气质量进行提升是减少室内空气污染并改善人类生存环境的重要途径。室内空气污染可由燃烧固体燃料等来源造成，其他污染物包括烟草产品、建筑材料、清洁用品、中央供暖和制冷系统等。在正常生活空间中可能发现9种污染物：1)有机污染物，2)甲醛，3)挥发性有机化合物(VOC)，4)一氧化碳(CO)，5)二氧化氮(NO

空气净化器又称“空气清洁器”、空气清新机、净化器，是指能够吸附、分解或转化各种空气污染物(一般包括PM2.5、粉尘、花粉、异味、甲醛之类的装修污染、细菌、过敏原等)，有效提高空气清洁度的产品，主要分为家用、商用、工业、楼宇。空气净化器中有多种不同的技术和介质，使它能够向用户提供清洁和安全的空气。常用的空气净化技术有：吸附技术、负(正)离子技术、催化技术、光触媒技术、超结构光矿化技术、HEPA高效过滤技术、静电集尘技术等；材料技术主要有：光触媒、活性炭、合成纤维、HEPA高效材料、负离子发生器等。现有的空气净化器多采为复合型，即同时采用了多种净化技术和材料介质。

现今市面上的家用空气净化器多以吸附有害物质PM2.5、甲醛等为主，对于气体物质二氧化碳不进行处理；而且功能单一，尚不能提高含氧量；成本较高，不利于维护；无法有效解决过度碳排放。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种可以提高空气含氧量及净化空气的装置。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是如何同时提高空气含氧量及净化空气。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于微藻提高含氧量的空气净化装置，其特征在于，包括储液池5、顶盖1、顶盖固定夹、加热器、加热器支架6、气泵和空气导管9，所述储液池5顶部开口，所述微藻放置于所述储液池5内形成藻液，所述顶盖1与所述储液池5顶部开口大小契合，通过所述顶盖固定夹固定在所述储液池5的顶部，所述顶盖1为透明材质，所述热器支架6安装在所述储液池5的底部，与所述储液池5的底部之间有一定的空间，所述加热器安装在所述空间中，紧贴所述储液池5的底部，所述气泵与所述空气导管9连接，所述储液池5的侧壁靠近底部区域设有空气注入开口，所述空气导管9与所述空气注入开口连接，所述储液池5的侧壁靠近顶部区域设有空气逸出开口；

所述储液池5的侧壁设有传感器安装开口用以安装传感器插板4，所述传感器插板4具有二氧化碳浓度、藻液及环境温度检测功能，所述传感器插板4外部安装有传感器盒3，所述传感器盒3内部还设有控制器，所述控制器与所述传感器插板4、所述加热器、所述气泵通过控制线相连接。

进一步地，所述储液池5与所述顶盖1之间设有密封圈2。

进一步地，所述传感器安装开口上设有密封圈。

进一步地，所述储液池5的侧壁设有废液出口14，所述废液出口14用可拆卸的密封部件或阀门密封。

进一步地，所述空气逸出开口上安装空气出口部件15，所述空气出口部件15内部为贯通空腔，外部包括水滴状柱体27、第一圆台24、第二圆台25和管状结构26；

所述水滴状柱体27的顶端22处封闭，所述水滴状柱体27的上部设有细长开口23，所述细长开口23与所述空气出口部件15内部的所述贯通空腔连通；

所述第二圆台25的外径比所述第一圆台24的外径大，所述第一圆台24与所述储液池5上的空气逸出开口连接；

所述管状结构26的顶端为开口。

进一步地，所述空气导管9与所述储液池5通过空气注入嘴连接；

所述空气注入嘴8的一端为闭口17，所述闭口17设有至少一个小孔19，用以分散空气；

所述闭口17外部设有可拆卸滤膜，防止所述微藻进入所述空气注入嘴8；

所述空气注入嘴8的所述闭口17一端与所述空气注入开口连接，所述空气注入开口安装有密封圈7；所述空气注入嘴8的另一端通过所述空气导管9上的开口插在所述空气导管9上；

所述空气注入嘴8呈贯通的圆筒形，包括外壁21，所述外壁21内部设有漏斗形结构20与所述闭口17相连，所述漏斗形结构20的管状部份具有一定长度，并与所述外壁21成有一定间隔的同心环；

所述漏斗形结构20的管状部份通过软管与单向阀连接，使得只有外部气体能进入所述储液池5，所述藻液不能进入所述空气导管9。

进一步地，所述空气导管9为节式结构，相邻两节的内径和外径尺寸相互匹配而紧密连接，最后一节尾部设有密封部件10，节式结构能提高加工的便捷性，并且易于安装和更换；

每一节所述空气导管9设有两个圆形开口，所述空气注入嘴8通过所述圆形开口与所述空气导管9连接，所述圆形开口的内径与所述空气注入嘴8的外径相同而紧密贴合；

所述空气导管9下方设有支架，所述支架紧贴将所述所述储液池5的侧壁固定。

进一步地，所述热器支架6为网格状，所述热器支架6上设有一层保温材料。

进一步地，所述顶盖固定夹由“C”字型结构12、螺杆11、橡胶盘13组成，所述“C”字型结构12的一端设有插孔，由插销通过所述插孔将所述“C”字型结构12固定在所述储液池5底部的插孔16上，使得所述顶盖固定夹可以自由旋转，所述“C”字型结构12的另一端设有螺孔，所述螺杆11通过所述螺孔将橡胶盘13压在所述顶盖1上，使得所述顶盖1与所述储液池5紧密连接，所述顶盖固定夹至少为4个。

以及一种基于微藻提高含氧量的空气净化装置的使用方法，启动电源，所述控制器将自动开启所述气泵，所述传感器插板4检测所述藻液中二氧化碳浓度、藻液及环境温度，反馈给所述控制器，所述控制器自动控制所述气泵的进气量和所述加热器的功率；所述气泵将待净化空气注入所述空气导管9，经所述空气注入开口进入到所述储液池5后分散，提供所述微藻光合作用所需的二氧化碳，所述加热器为所述微藻的光合作用提供适合的温度，同时所述待净化空气中的尘埃被所述储液池5内的液体洗去，净化过的空气从所述空气逸出开口逸出。

本发明的技术效果如下：

1、本发明的空气净化装置利用微藻的光合作用，当未净化空气中灰尘被水洗去的同时，微藻能利用空气中的二氧化碳进行光合作用，生成氧气，不仅能净化空气中的污染物，也能同时增加空气中的氧含量，成本较低。

2、本发明的空气净化装置利用高效的光合植物——微藻，以光合自养生长繁殖，易于培养且生长繁殖速度快，并能放出大量氧气。

3、本发明的空气净化装置内置传感器监测藻液中二氧化碳的浓度，以调节空气注入的速率，也可监测藻液和环境的温度，控制安装在底部的加热器使藻液的温度适合微藻的生存并更好地进行光合作用，具备智能性与精确性。

4、本发明的空气净化装置采用“C”字型结构顶盖固定夹，轻松实现固定杆的自由旋转，若使用一段时间以后，顶盖上附着了大量微藻影响了日光的进入，则可从下部的废液出口直接放出藻液，拆除顶盖进行清洗，操作灵活，易维护。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本发明的一个较佳实施例的基于微藻的空气净化装置的结构示意图；

图2本发明的一个较佳实施例的基于微藻的空气净化装置的(a)俯视图，(b)仰视图，(c)主视图，(d)右视图；

图3是本发明的一个较佳实施例的空气注入嘴的(a)结构示意图，(b)剖视图；

图4是本发明的一个较佳实施例的空气出口部件的结构示意图的(a)结构示意图，(b)三视图及剖视图。

具体实施方式

以下参考说明书附图介绍本发明的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。

在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本发明并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。

实施例1

如图1和图2所示，基于微藻提高空气含氧量及净化空气的装置，包括储液池5、顶盖1、顶盖固定夹、加热器和加热器支架6。储液池5最大面下方安装有加热器和加热器支架6，上方安装有透明材质的顶盖1，顶盖1与储液池5之间有密封圈2，以保证水密性。此外，还安装有一台气泵，气泵与控制器相连。加热器的电源线与该装置的总电源(气泵电源)相连，控制线与该装置的控制器相连。

储液池5为顶部开口的容器，其侧壁设有废液出口14，废液出口14用密封材料堵住，也可以安装阀门；其侧壁靠近底部区域设有空气注入开口，连接空气导管9，空气导管9通过空气注入开口通入储液池5，并被固定在储液池5底部，紧靠其侧壁；其侧壁靠近顶部区域设有空气逸出开口；其侧壁还设有方形开口以安装传感器插板4，所述传感器插板4可以镶嵌在储液池5上，连接处用密封圈连接保证气密性。

传感器插板4上可以根据传感器安装的需要开若干孔，每个孔都可以安装密封圈保证气密性。传感器插板4与控制器相连，传感器插板4外安装有传感器盒3,起到保护传感器插板4与控制器的作用，传感器插板4上安装有传感器，传感器将检测到的二氧化碳浓度、藻液及环境温度，反馈给控制器，控制器从而控制加热器的功率和气泵的进气量。

顶盖1为一块和储液池5顶部开口大小契合的透明材质板，固定在储液池5顶部。顶盖1被连接在储液池5上的顶盖固定夹固定在储液池5的顶部。

所述顶盖固定夹为“C”字型结构12，一端有插孔，另一端有带橡胶盘13的螺杆11。插孔一端由插销固定在储液池5底部的插孔16上，实现固定杆的自由旋转。另一端的螺杆11可以通过插孔16将橡胶盘13紧压在顶盖1上，使得顶盖1密封。该固定夹在储液池5的左右对称位置各安装两个，共四个，保证顶盖1可以紧密贴合于储液池5上。

加热器支架6安装在储液池5底部，与储液池5之间有一定的空间。加热器支架6为网格状，且避开顶盖固定夹，保证顶盖固定夹的自由活动。加热器支架6上有一层保温材料，起到恒温作用。

加热器安装在加热器支架6和储液池5之间的空隙中，紧贴储液池5。

空气导管9为节式结构，每一节有一头较大，一头较小，较大头的内径和较小头的外径相等，可以紧密连接。每一节空气导管上都有两个支架，分别成直角，可以贴合于储液池5的侧壁。每一节空气导管9上有两个圆形开口，其内径与空气注入嘴8的外径相同，可以紧密贴合。空气导管9节节相连从储液池5上的空气注入开口通至储液池5底部，最后一节空气导管9的尾部尾部设有密封部件10以封住空气导管9，储液池5上的空气注入开口处安装有密封圈7。

如图3所示，空气注入嘴8呈下方贯通的圆筒形，有一定的壁厚21。圆筒外径与空气导管9上的圆形开口内径相同，可紧密插在空气导管9上。空气导管9和储液池5通过空气注入嘴8连接。圆筒上方闭口17一侧有若干个小孔19，可以分散空气，内部有一漏斗形结构20，漏斗的管状部分有一定长度，并与外壁21成有一定间隔的同心环结构。漏斗的管状部分通过软管与单向阀连接，使得只有气体能进入装置，而藻液不能进入空气导管9。空气注入嘴8的闭口17一端的外壁上有一环形小凹槽，可以固定滤膜进一步防止微藻污染空气注入嘴8。

如图4所示，空气出口部件15为一体化部件，从形状上可以看做由四个部分组成，分别是水滴状柱体27、第一圆台24、第二圆台25和管状结构26。空气出口部件15内部贯通，水滴状柱体27顶端22处封闭，管状结构26顶端为开口。水滴状柱体27上部有一细长开口23，该开口与空气出口部件15内部空腔连通。空气可以从细长开口23流入，从管状结构26流出。第一圆台24外径与储液池5上的空气逸出开口内径相吻合，连接后可起到密封作用。第二圆台25外径比第一圆台24大，可以起到密封及限位作用。这种设计可有效防止藻液溅出。

实施例2

一种基于微藻提高空气含氧量及净化空气的装置的使用方法，具体步骤如下：

(1)在装置中含有旧藻液时，额外进行这一步：从底部的废液出口14放出旧藻液，松开顶盖固定夹，取下顶盖1，擦洗装储液池5内部及顶盖1，更换空气注入口上的滤膜。

(2)在空气注入口上安装新滤膜，盖上顶盖1，旋紧顶盖固定夹，使顶盖1良好贴合于密封圈2上，取下空气出口部件15，加入新藻液，安装好空气出口部件15。

(3)启动电源，控制器将自动开启气泵，传感器插板4检测藻液中二氧化碳浓度、藻液及环境温度，反馈给控制器，控制器自动控制气泵的进气量和加热器的功率。气泵将待净化的空气注入空气导管9，经空气注入开口上的空气注入嘴8进入到所述储液池5后分散，参与到微藻的光合作用中，同时藻液空气中的尘埃被洗去，加热器将为微藻的光合作用提供一个适合的温度，净化过的空气从空气逸出开口上的空气出口部件15逸出。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。