车用双净化新风装置

一种用于向车内乘员提供洁净新鲜空气的装置。

车辆奔驰在辽阔的原野间，尽情呼吸新鲜空气，这个情景已经发生了颠覆性的变化，街道和高速公路的空气质量变得很令人窒息，原先可以直接取用的车外新风已经不能接受了，目前常用的车用过滤装置不能提供合格的空气。于是，人们更多采用车内循环的方式，以避免车外污染气体。但是由于车内空间狭小，二氧化碳很快积累。据观测，小轿车密闭轿箱内，四个人，只要十几分钟，二氧化碳浓度就会上升至2000----4000PPM，而5000PPM就是中毒标准，这是造成驾驶员嗜睡、反应力下降的主要原因。所以，很多车辆的说明书都要求，每十分钟应换外循环一次，但是这很难落实，有的高档车设置了自动外循环切换装置，不过换进来的新风质量很低，滤芯的维护成本很高、很麻烦。造成这种困难的根本原因是目前车辆的广泛采用的新风系统，都不能持久过滤高浓度的粉尘，不能有效滤除有害气体，这是一个亟待解决的技术问题。

本发明把车载条件下有效、可靠同时处理固相和气相两类污染物的新风装置称为“车用双净化新风装置”。

本发明所要解决的技术问题在于：提供在路面恶劣空气环境中可以持续有效过滤粉尘颗粒物、风阻适中、几年内免更换、少维护的滤材，实现粉尘净化；提供大容量活性炭盒，实现气体净化；提供驱动这种两种滤材的高速高压风机；解决高速高压风机的隔音、消音问题；解决高速高压风机及其控制板的冷却问题；提供适合于车内安装的细管道；提供适合于车内安装的整体结构和组成方式；这些环节共同组成的一种车内新风供给的系统解决方案。

本发明解决其技术问题采用的技术方案在于，以聚四氟乙烯中空纤维膜组件（2）作为本发明所述的车用双净化新风装置中滤除粉尘等固相污染物的主滤材；以高速高压风机（10）作为本发明所述的车用双净化新风装置中的风动力源；以0.5--5公斤的大容量活性炭及其盒体（7）作为本发明所述的车用双净化新风装置中滤除气相污染物的主滤材；用一个壳体（5）组成风道；将三者依次安装在这个风道里；高速高压风机的驱动电路板（4）也安装在风道里；壳体的一端是进风接口，通过细管与车外大气相通；另一段是出风接口，通过细管与车内的乘员空间相通；在出风口细管的端部装有一只用超高分子量塑料烧结膜制成的散风器（14）。

结合附图 1 中的一个本发明所述的车用双净化新风装置的实例，做进一步说明。车外空气在风压高达0.8---6kpa的高速高压风机（10）产生的负压吸引下，经过直径为15—50mm的进风管（12）、进风端口（1）到达聚四氟乙烯中空纤维膜组件（2），聚四氟乙烯中空纤维膜组件（2）由一束微孔径为0.3---3微米的四氟乙烯中空纤维膜组成，表面经常规防油整理。空气中的固相污染物被阻挡，过滤后的空气进入高速高压无刷风机（10），之后被吹入消音室（9），高速高压风机（10）及其驱动电路板（4）被安装在消音室（9）内，经过的空气将两者产生的热量带走，之后，空气进入大容量活性炭盒（7），空气中的气相污染物被净化吸附，之后，经出风端（6）、直径为15—50mm的出风管（13）、超高分子量塑料烧结膜制成的散风器（14）进入车内乘员空间。

本发明的有益效果在于，由于采用的聚四氟乙烯中空纤维膜，具有拒水、拒油、拒尘的优异性能，材料本身具有很好的稳定性、耐久性，既可以有效实现粉尘过滤，又长期免维护、少维护，可以适应路面严重污染、潮湿、高低温等复杂环境；由于采用高速高压风机，具有足够的压力，可以驱动细管送风，减少了对车辆结构的大幅度更改，提高了安装适宜性；由于采用高速高压风机，具有足够的压力，可以驱动大容量活性炭滤芯，实现向室内供应粉尘、气体双净化的新风。

根据本发明所述的技术方案，可以做如下几项进一步的改进与完善：

根据本发明所述的技术方案，所述的壳体（5）是一个用金属或塑料制成的密闭体，开有进风端（1）和出风端（6），聚四氟乙烯中空纤维膜组件（2）、大容量活性炭盒（7）、高速高压风机（10）、驱动电路板（4）都装在里面。壳体（5）中，在安装高速高压风机（10）的位置上设置了消音室（9），内壁可置吸音材料。其有益效果在于密封盒体有效隔离、吸收了高速高压风机产生的大部分噪声，气流从中经过时又带走了置身其中的高速高压风机（10）和驱动电路板（4）产生的热量，冷却了风机和控制板，同时结构简洁，体积较小，便于安装。

根据本发明所述的技术方案，所述的进风管和出风管均采用15--50mm的细管。其有益效果在于安装方便，更容易融入已有的车内结构。

根据本发明所述的技术方案，所述散风器（14），采用超高分子量塑料烧结膜。其有益效果在于能够利用其密布的微孔，在压力损失较小的条件下实现散风和降噪功能。

超高分子量塑料烧结膜散风器可制成管状体或盒状体两种形式。其有益效果在于，满足不同用户的偏好。

根据本发明所述的技术方案，所述大容量活性炭盒（13）的容量为0.5—5kg，其有益效果在于能够更持久有效地实现气体净化。

附图1是一个车用双净化新风机的一个实例。图中（1）为进风端；（2）为聚四氟乙烯中空纤维膜组件；（3）为密封圈；（4）为驱动电路板；（5）为壳体；（6）为出风端；（7）为大容量活性炭盒；（8）为密封圈；（9）为消音空腔；（10）为高速高压风机；（11）为膜组件支撑；（12）为进风管、（13）为出风管；（14）为散风器。

附图2是一个车用双净化新风机U型结构方式的实例。图中（1）为进风端；（2）为聚四氟乙烯中空纤维膜组件；（4）为驱动电路板；（5）为壳体；（7）为大容量活性炭盒；（9）为消音空腔；（10）为高速高压风机；（13）为出风管；（17）为盒状散风器。（15）为连接风道；（16）为风道壳体支撑。

所述壳体（5）的设计原则是构成一个连续的风道，并不限制壳体的形状。可根据现场具体需要，设计成柱状体，也可以制成U型体或直角型体等几种选择。壳体的截面可也设计成圆形、矩形或不规则形状。壳体不同位置其直径也可以根据需要设计为不同的尺寸，如，用于安装活性炭的部分，其直径可以加粗。

本发明所述的聚四氟乙烯中空纤维膜组件，可以做成圆形组件和矩形组件这两种形式。圆形组件的有益效果是便于拆装、清洗；矩形组件的有益效果是更适合于截面为矩形的壳体。

壳体（5）可以分段打开，方便更换活性炭盒和清洗四氟乙烯中空纤维膜组件。

为了更有效处理空气中的有害气体，可选用填充活性炭、改性活性炭、沸石、分子筛、催化剂等依微孔原理处理空气的各种微孔吸附材料。

所述的进风管和出风管均采用15--50mm的细管。其有益效果在于安装方便，更容易融入已有的车内结构。

超高分子量塑料烧结膜制成的散风器（14）可制成管状体或盒状体，利用其密布的微孔，在压力损失较小的条件下实现散风和降噪功能。

对于噪声要求更高的车型，可在进风端加装消音器。