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CN118354849A - 空气净化器设备 - Google Patents

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CN118354849A
CN118354849A CN202280079983.5A CN202280079983A CN118354849A CN 118354849 A CN118354849 A CN 118354849A CN 202280079983 A CN202280079983 A CN 202280079983A CN 118354849 A CN118354849 A CN 118354849A
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air purifier
fine particles
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CN202280079983.5A
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杰罗姆·贾科莫尼
马蒂厄·格拜
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Aerogroupe SARL
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Abstract

一种空气净化器设备，包括：电离设备(12)，该电离设备(12)被配置为电离空气中存在的一部分细颗粒；团聚室(21)，该团聚室(21)被配置为将通过电离设备电离的至少一部分细颗粒聚集成细颗粒聚集体；至少一个第一收集器(31)，该至少一个第一收集器(31)被配置为收集至少一部分细颗粒聚集体；以及框架(4)。至少一个第一收集器包括第一表面(311S)和第一参考表面(312R)。在第一表面和第一参考表面之间产生大于或等于10kV/m的电场。电离设备(12)包括多个尖状体(121)和格栅(122)。在多个尖状体(121)和格栅(122)之间产生至少约100kV/m的电场。

Description

空气净化器设备
技术领域
本发明涉及一种空气净化器设备，更确切地说，涉及一种能够破坏空气中存在的细颗粒的设备。这种类型的设备旨在对待去污染的区域(特别是位于室外的区域)中的空气进行去污染。
背景技术
燃料的燃烧尤其导致细颗粒和超细颗粒的排放。这些颗粒平均重量较低，导致其悬浮在空气中，是一个重大的公共卫生问题。在颗粒物(PM)的计量中，根据颗粒的尺寸进行区分，特别是在直径分别小于10μm、2.5μm或1μm的“PM10”、“PM2.5”或“PM1”细颗粒之间进行区分。直径小于0.1μm的颗粒被归类为“超细颗粒”。
空气质量的监测采用非常复杂的物理方法来检测细污染颗粒和超细污染颗粒，例如，包括使用石英微量天平、β射线探头或采用激光衍射传感器的光学计数方法。
一些市售设备对悬浮的细颗粒进行电离，以净化密闭环境中(例如居住室内)的空气。然后，所述电离颗粒团聚，并且具有较大重量的团聚体落在地板上或通过静电效应附着到房间的墙壁上，在那里可对其储存和收集。
目前，室外空气的去污染主要在于在源头上限制颗粒的排放，例如通过诸如用于车辆的催化转化器、用于区域加热系统和用于工业加热系统的过滤器以及废物焚烧炉之类的设备。
近来，至少局部地对室外空气进行细颗粒和超细颗粒去污染的方法在于抽吸和过滤悬浮在空气中的细颗粒和超细颗粒。荷兰公司公开了超强力吸气器的设计，该吸气器包含采用滤筒形式的过滤器，该滤筒通常由一层或多层多孔、纤维或颗粒材料组成，以用于过滤空气。Envinity吸气器每小时应当能够处理800000m3的空气，该公司声称可从被处理的空气过滤95％的PM和90％的超细颗粒[参考文献1]。然而，这种方法消耗大量的能量，因其导致大量的空气流通通过小区域。此外，更换和清洁过滤器会产生高昂的材料和劳动力成本。
为了对室外空气进行去污染，还已知使用光催化剂，例如二氧化钛(TiO2)。当由天然或人工源发射的紫外线活化时，TiO2能够氧化(通过光催化反应)污染物，然后将其转化为氧化产物CO2和H2O。光催化作用是通过将包含光催化剂的涂层施用于外墙(例如在公共场所或道路附近)来实现。该方法能够消除气味并清洁表面。然而，该方法是有局限性的，因其仅作用于自然沉积在处理表面上的颗粒。
最近，申请人开发了一种用于空气局部去污染的设备，该设备使用系留气球的球囊表面来捕获细颗粒并将其转化为CO2和H2O[参考文献2]。该去污染设备基于气球的球囊和环境之间的电势差，该电势差使得细颗粒能够被吸引到球囊上，在那里其可以例如通过包括二氧化钛的涂层而被降解。然而，在实践中，申请人已经证明，风对细颗粒的影响经常被证明是比电吸引更具优势，因此当存在风时，细颗粒倾向于在气球上滑动。
此外，公开的专利申请US2013/025449A1[参考文献3]描述了一种用于捕获颗粒的设备，该设备可以形成包括城市街道设施的物体的一部分(或被集成到物体中)。该捕获设备包括可充电的表面以及发电机，该发电机适于在可充电的表面上产生电荷，并因此产生至少0.2kV/m的静电场。
文献US2020/376498[参考文献4]描述了一种双向静电过滤器系统，其目的在于处理工厂中的重污染物并且使用正向(或反向)充电部分与用于收集污染颗粒的部分之间的可调节距离。
本申请描述了一种空气净化器设备，其适于例如在户外运行并且具有低能耗，但是其相对于已知的现有技术设备具有增加的功效。
发明内容
在本说明书中，“包括”具有与“包含”和“含有”相同的含义，并且是包括性的或开放性的，并且不排除未描述或未表示的其他元素。此外，在本说明书中，术语“约”或“基本(上)”与具有小于和/或大于相应值的10％、例如5％的裕度同义(意思相同)。
根据第一方面，本发明涉及一种空气净化器设备，特别是一种被配置为在待去污染的区域中延伸的空气净化器。
根据第一方面的空气净化器设备包括至少一个第一收集器，该第一收集器包括面积大于约1m2的非绝缘材料的第一表面、非绝缘材料的第一参考表面以及第一发电机，该第一发电机被配置为向所述第一表面施加相对于所述参考表面的约5kV至约500kV之间的第一电势，以便在所述第一表面和所述参考表面之间产生大于或等于约10kV/m的电场。在本说明书的其余部分中，将所述第一参考表面和所示第一发电机更简单地称为参考表面和发电机。
根据第一方面的净化器设备还包括电离设备，该电离设备被配置为例如通过电晕放电来电离空气中存在的一些细颗粒。所述电离设备包括多个尖状体、格栅和发电机，该发电机被配置为向所述多个尖状体中的尖状体施加相对于所述格栅的预定电势，以便在所述多个尖状体和所述格栅之间产生至少100kV/m的电场。
在本说明书中，所述电离设备和所述第一收集器之间的空间被称为团聚室。所述团聚室被配置为聚集由所述电离设备电离的至少一些细颗粒以形成细颗粒聚集体。因此，所述至少一个第一收集器被配置为收集至少一些所述细颗粒聚集体。所述至少一个第一收集器还可以收集至少一些非聚集的电离细颗粒和/或至少一些细颗粒(例如电离细颗粒)。
根据第一方面的空气净化器设备还包括框架，该框架被配置为至少包围所述电离设备、所述团聚室和所述至少一个第一收集器。
非绝缘材料是指导电材料或具有有限阻抗的材料，即能够完全或部分地传输电势的材料。在本说明书的剩余部分中，非绝缘材料也将被称为有限电阻抗材料。在一个或多个实施例中，这种类型的非绝缘材料是具有至少10-4S/cm、例如至少1S/cm、例如至少10S/cm的电导率的材料。
所述非绝缘材料可包括单一材料或不同材料的组合。例如，构成第一表面的非绝缘材料可以包括添加剂(例如铝)，从而使所述材料导电或赋予其非零有限阻抗。所述第一材料同样可以包括多层材料。
因此，申请人已经证明，与已知设备相比，可以以提高的功效捕获存在于待去污染区域的空气中的细颗粒。
为此，根据第一方面的设备具有设置三个连续级的配置：用于电离细颗粒的第一级、用于聚集电离细颗粒的第二级以及用于收集至少一些细颗粒聚集体和非聚集颗粒的第三级，所有这些元件都组装在框架内。
在所述第三级(即收集器)中，在第一表面和参考表面之间产生10kV/m或更大数量级的强电场。来自所述第二级(即团聚室)的细颗粒聚集体以及非聚集颗粒受到电场的影响。根据所述场的方向和所述聚集体以及颗粒上的电荷的符号，所述聚集体和颗粒被第一表面或参考表面吸引，并分别沉积在第一表面或参考表面上。
包围三个级的框架有助于产生空气流并引导空气流通过空气净化器设备的三个级。
所述框架可以是绝缘的，但是根据一个或多个实施例，所述框架包括非绝缘材料，例如为了安全而电连接到地。
申请人已经证明，根据本发明第一方面的设备能够在不需要滤筒的情况下净化空气，这代表了明确的优点。事实上，与现有技术中(例如在[参考文献1]中)所引用的超强吸气器相比，根据第一方面的设备消耗较少的能量，而超强吸气器的能耗较高，以便补偿由于滤筒的存在而固有的空气阻力。
与[参考文献3]中描述的设备相比，具有由组装在框架中的电离设备、团聚室和至少一个第一收集器形成的三个独立级的原创架构使得空气净化器设备的功效得到提高，特别是因为通过各个级的空气的产生和引导。因此，可以在较小的体积内净化较大量的空气。
特别地，在根据第一方面的设备中，在所述电离设备的多个尖状体和格栅之间产生电场，该电场独立于在至少一个第一收集器的第一表面和参考表面之间产生的电场。因此，所述电离设备的格栅构成对电极，从而能够避免电离级和收集级之间的相互依赖性。例如，与[参考文献4]中所描述的设备相比，独立于收集级的电离级是有利的，因为在优化的去污染的情况下，其能够避免一个级的特定参数对另一个级的参数的影响。
在一个或多个实施例中，所述发电机是直流或交流发电机。
施加到第一表面的相对于参考表面的所述第一电势在约5kV和约500kV之间，以便在两个表面之间产生大于或等于约10kV/m的电场。根据一个或多个实施例，所述第一电势在约10kV和约500kV之间，例如在约30kV和约100kV之间。在一个或多个实施例中，当第一电势＝n kV时，最靠近参考表面的所述第一表面的一个或多个尖状体分开的最大距离小于或等于n/10米，其中n是例如在约5和约500之间的数。例如，当所述第一电势等于5kV时，所述最大距离等于0.5m，以便在两个表面之间产生大于或等于约10kV/m的电场。
所述第一表面的面积大于约1m2。在一个或多个实施例中，所述第一表面的面积大于约5m2，例如大于约10m2，例如大于约20m2，例如大于约100m2。当所述设备用于对一个区域进行去污染时，这种大的表面使得能够处理大量的空气和大量的细颗粒。为了使所述设备的重量和风阻不成为不利因素，并且考虑到设备的实施成本，可以优选轻质材料来构成第一表面，例如可渗透材料，例如薄且穿孔的片材、网、帆布及其组合。在一个或多个实施例中，所述第一表面包括至少一种柔性材料(例如，从包括橡胶、涂层帆布、层压帆布的组中选择)。在一个或多个实施例中，所述至少一种柔性材料包括由例如PVC或聚氨酯膜覆盖的织物(例如聚酯)层。在一个或多个实施例中，所述第一表面包括至少一种刚性材料，例如金属(例如铝)或金属合金(例如不锈钢)。在一个或多个实施例中，所述至少一种刚性材料是穿孔刚性板的形式。
在一个或多个实施例中，所述第一表面包括帆布和/或网。在本说明书的意义上，帆布是具有网孔的二维线股阵列(也就是说，根据基本上规则的图案布置)，其中网孔的平均尺寸小于约1cm。在本说明书的意义上，网是二维线股阵列。在一个或多个实施例中，所述网具有网孔，网孔的平均尺寸例如大于或等于约1cm。例如，网可以由绳的打结组件和/或焊接在一起的金属丝阵列组成。
所述参考表面包括在根据第一方面的空气净化器设备的至少一个第一收集器中。在一个或多个实施例中，所述参考表面具有上面参考第一表面所提及的一个或多个特征(例如在组成、尺寸、形状方面)。所述参考表面为非绝缘材料的表面。其可以被配置为在所述待去污染的区域中延伸。所述参考表面可以有利地具有大于约1m2的尺寸。
在一个或多个实施例中，所述参考表面电连接到地，并因此处于地电势。所述参考表面可以通过导电元件电连接到地。或者，所述参考表面可施加有不同于地电势和第一电势的电势，使得两个表面之间的电场大于或等于约10kV/m。在一个或多个实施例中，所述第一表面和所述参考表面上的电势具有相反的符号。所述空气净化器设备的这种配置有利地使得能够在所述第一表面和所述参考表面之间获得高电势差，而两个表面的电势不会太高。例如，所述第一表面可以是+50kV，而参考表面是-50kV，从而电势差是100kV。
在一个或多个实施例中，所述参考表面是局部表面。在本说明书中，“局部表面”是指由至少一个线股或至少一个缆线或至少一个尖状体及其组合的端部形成的表面。例如，所述参考表面可由单个线股或单个缆线或单个尖状体的端部组成。根据另一个实施例，所述参考表面可以由多个线股的端部组成。与网或帆布相比，这种类型的局部表面的多个线股不是组装的，即多个线股中的线股不形成二维阵列。
在一个或多个实施例中，所述第一表面和/或所述第一参考表面具有例如大于5μm、例如大于10μm、例如大于50μm的预定平均表面粗糙度Ra。以这种方式，沉积在第一表面和/或参考表面上的细颗粒聚集体和/或细颗粒被第一表面和/或参考表面更好地保留，这限制了其被吸回到空气中并因此泄漏到设备外部的风险。一种用于测量表面的所述平均表面粗糙度Ra的方法是例如接触式轮廓测量法。
在一个或多个实施例中，所述至少一个第一收集器的所述第一表面包括彼此平行布置并且彼此电连接的多个板。在这些实施例中，所述多个板中的板的面积之和大于约1m2。此外，这些实施例可以与上文提到的其中第一表面和/或参考表面具有预定平均表面粗糙度Ra的实施例进行组合。
在一个或多个实施例中，所述至少一个第一收集器的所述参考表面包括彼此平行布置并且彼此电连接的多个板。
在一个或多个实施例中，至少所述第一表面的一些板和所述参考表面的一些板在板的第一布置方向上以交替的方式布置。因此，所述第一表面的板和所述参考表面的板可以至少部分地或完全地以平行和交替的方式布置在至少一个第一收集器中。
在平行板的这种配置中，空气有利地被最小程度地减慢，这使得可以用很少的能量消耗来处理大量的空气，这与现有技术的吸气器相反，在现有技术的吸气器中，为了补偿由于滤筒的存在而固有的空气阻力，能量消耗很高。
“第一表面-参考表面”成对的板中的板使得可以最大化第一表面和参考表面之间产生的电场的值。然而，可以寻找足够的距离，以使所述场保持在破坏性场(即其中可以观察到电弧的场)之下，并且防止异物进入设备而产生短路。因此，在一个或多个实施例中，第一表面的板和邻接参考表面的板之间的距离在约1cm和约50cm之间，有利地在约1cm和约10cm之间。
在一个或多个实施例中，所述第一表面中的板的数量和/或所述参考表面中的板的数量在约2和约100之间，例如在约10和约50之间，例如在约10和约25之间。
在一个或多个实施例中，所述第一表面涂覆有包含光催化剂的涂层，所述光催化剂能够将沉积在所述第一表面上的至少一些细颗粒聚集体和/或细颗粒转化为氧化产物CO2和H2O。因此，光催化剂能够破碎沉积在所述第一表面的涂层上的细颗粒聚集体和/或细颗粒，并且通过例如[参考文献5]中所述的机理将其转化为氧化产物CO2和H2O。在一个或多个实施例中，所述涂层存在于第一表面的至少一部分上。在一个或多个实施例中，所述光催化剂是具有宽禁带的半导体。
在一个或多个实施例中，所述光催化剂选自包括TiO2、ZnO、CeO2、ZrO2、SnO2、CdS、ZnS及其组合的光催化剂的组。在一个或多个实施例中，所述涂层包含氧化钛TiO2。在各种光催化剂中，包括TiO2或由TiO2组成的那些光催化剂具有高氧化能力、良好的稳健性(特别是良好的随时间稳定性)和低成本。
在一个或多个实施例中，所述涂层是将含有光催化剂的溶液施加到第一表面上(如例如[参考文献2]中所述)随后经过干燥阶段的结果，在干燥阶段期间形成涂层。当将这种溶液施加到第一表面上时，其有利地使得可以稳定涂层。所述溶液可以含有少量的一种或多种稳定剂，该一种或多种稳定剂防止涂层一旦干燥就破碎。
在一个或多个实施例中，所述参考表面也涂覆有包含光催化剂的涂层，所述光催化剂能够将沉积在所述参考表面上的至少一些细颗粒聚集体和/或细颗粒转化为氧化产物CO2和H2O。
在一个或多个实施例中，这样的涂层存在于参考表面的至少一部分上。所述参考表面的涂层和包含在涂层中的光催化剂可以分别与上面参考第一表面描述的涂层和光催化剂在每个方面都相同，或者具有分别与上面参考第一表面所述的涂层和光催化剂相同的至少一个特征。
根据本说明书的第一方面的空气净化器设备的电离设备被配置为例如通过电晕放电来电离空气中存在的至少一些细颗粒，但是这并不限制本发明。所述设备可以具有其自己的发电机。或者，被配置为向所述第一表面施加所述第一电势的至少一个第一收集器的发电机可以同样用作用于电离设备的发电机。
在一个或多个实施例中，所述电离设备包括离子发生器，例如阴离子发生器或阳离子发生器。
如上所述，所述电离设备包括多个尖状体、格栅以及发电机，该发电机被配置为将相对于格栅的预定电势施加到所述多个尖状体中的尖状体，以便在所述多个尖状体和所述格栅之间产生至少100kV/m的电场。
在本说明书中，“尖状体”是指具有基部和尖端的突起。所述尖状体的锥度方向是从尖状体的基部朝向尖状体的尖端的方向。
由于例如在[参考文献6]中描述的“尖状体效应”，在多个尖状体和格栅之间产生的电场在尖状体的端部被强化，并且尖状体越尖(也就是说，尖状体的端部的曲率半径越小)，这种强化在局部越大。为此目的而加工的尖状体在工业上是可用的，其曲率半径为几微米的量级。直接源于尖状体效应的另一种效应则易于在至少一个尖状体的末端产生，该效应被称为“电晕放电”并且在[参考文献2]和[参考文献7]中有详细描述。当在所述多个尖状体中的尖状体和所述格栅之间产生电场时，所述至少一个尖状体将通过电晕放电发射离子级联，并因此有助于进入所述空气净化器设备的空气在所述尖状体附近的电离。以这种方式产生的离子则易于与进入的空气中的悬浮细颗粒(无论是电离的还是中性的)相互作用。然后，与离子相互作用的中性细颗粒又获得电荷，并且可以在团聚室中聚集成细颗粒聚集体。根据所述场的方向和所述聚集体的电荷的符号，所述细颗粒聚集体然后将被至少一个第一收集器的第一表面或参考表面吸引，并分别沉积在第一表面或参考表面上。因此，所述空气净化器设备捕获细颗粒的能力有利地扩展到中性细颗粒。
当所述电离设备特别是基于电晕放电时，要观察到电晕放电的条件是尖状体是导电的。所述尖状体由非绝缘材料(例如镀镍钢)制成。在一个或多个实施例中，所述多个尖状体中的尖状体具有0.1cm至10cm之间、例如0.5cm至1.5cm之间的长度。在一个或多个实施例中，所述多个尖状体中的尖状体具有小于或等于约100μm的曲率半径。
在一个或多个实施例中，包含在电离设备中的尖状体的总数在2和100之间，例如在3和50之间。
在一个或多个实施例中，所述电离设备的至少一些尖状体彼此平行地布置，并且例如被配置为平行于进入的空气流的方向布置。在一个或多个实施例中，所述多个尖状体被布置成使得其锥度方向(即从尖状体的基部到尖状体的尖端的方向)基本上与进入的空气流的方向相同。
在一个或多个实施例中，所述尖状体被布置在绝缘支撑件(例如，木材支撑件)上。在一个或多个实施例中，所述绝缘支撑件基本上是线性的，例如是杆。例如，被布置在基本上线性的绝缘支撑件上的两个尖状体之间的平均距离在约1cm和约50cm之间，例如约等于10cm。例如，被布置在线性支撑件上的尖状体的平均密度为约每10cm一个尖状体至约每50cm一个尖状体。所述绝缘支撑件基本上是平坦的，例如为平坦格栅。例如，被布置在绝缘支撑件上的尖状体的平均密度在约每10cm2一个尖状体与约每200cm2一个尖状体之间。在一个或多个实施例中，所述多个尖状体中的尖状体被充电到相对于格栅至少约1kV、例如在约10kV和约50kV之间的电势。在一个或多个实施例中，所述多个尖状体中的尖状体彼此电连接。
所述格栅由非绝缘材料制成。格栅是指线股的二维阵列，例如焊接在一起的金属线股的阵列。在一个或多个实施例中，所述格栅具有网孔(也就是说，以基本上规则的图案为特征)，网孔的平均尺寸例如小于或等于约4mm。在一个或多个实施例中，构成格栅的线股的直径在约0.5mm和约1.5mm之间。在一个或多个实施例中，所述格栅电连接到地。在一个或多个实施例中，所述格栅相对于进入的空气流被布置在电离设备的至少一个尖状体的上游。可替换地，在一个或多个实施例中，所述格栅相对于进入的空气流被布置在电离设备的多个尖状体中的尖状体的下游。
在一个或多个实施例中，所述格栅被布置在基本上垂直于进入的空气流的平面中。所述尖状体有利地被布置为基本上垂直于格栅的平面。
所述团聚室被配置为将至少一些由所述电离设备电离的细颗粒聚集成细颗粒聚集体。因此，所述设备的第二级(即团聚室)用作电离设备和至少一个第一收集器之间的缓冲空间。在一个或多个实施例中，所述团聚室在进入空气流方向上的长度在10cm和2m之间，例如在20cm和1m之间，申请人已经证明，这样的长度有利于细颗粒的聚集。在其中产生的细颗粒的聚集现象是非常有利的，因为小的细颗粒通常比更大尺寸的颗粒对健康更有害。此外，由于其尺寸以及其高电荷数，细颗粒聚集体比未聚集细颗粒更容易捕获。不希望受任何特定理论的限制，发明人已经注意到，由于在尖状体端部处的较高电场(例如，至少100kV/m的数量级)的影响，细颗粒实际上可以彼此聚集形成细颗粒聚集体，例如可能测得宽度在2至10微米之间、长度最高达1cm的聚合物链，如[参考文献8]中所描述的。所得的纳米结构聚合物被聚集为能够转而在团聚室中捕获小PM的丸粒。这仅仅是可能的机制中的一种，通过这些机制，电离细颗粒在团聚室中聚集成细颗粒聚集体，并且发明人不排除例如取决于根据第一方面的悬浮在空气中的细颗粒的性质而利用的其他机制。
在一个或多个实施例中，团聚室包括管状外壳。这实际上可以通过使得能够产生增强空气净化器设备的功效的静电现象，从而更显著地减少污染。“管状外壳”是指由具有端部的管形成的管道。在一个或多个实施例中，所述管状外壳的径向截面沿其轴向方向变化。在一个或多个实施例中，所述管状外壳的径向截面沿着其轴向方向基本上相同，即所述管状外壳是圆筒。在一个或多个实施例中，管状外壳由非绝缘材料制成。在一个或多个实施例中，所述外壳电连接到地。
根据第一方面的净化器设备的至少一个第一收集器被配置为收集至少一些细颗粒聚集体和/或细颗粒(特别是由电离设备电离的细颗粒)。
在一个或多个实施例中，所述空气净化器设备包括多个收集器。例如，所述设备可以包括第一收集器和至少一个第二收集器。所述至少一个第二收集器例如被配置为相对于进入的空气流位于第一收集器的下游，使得进入的空气在多个收集器中流通。在一个或多个实施例中，所述至少一个第二收集器具有与以上参考第一收集器所述的特征相类似的特征。因此，第二收集器可以包括：第二表面，该第二表面可以具有与上面参考第一收集器的第一表面所述的特征相同的特征；第二参考表面，该第二参考表面由非绝缘材料制成，可以具有与上面参考第一收集器的第一参考表面所述的特征相同的特征；以及第二发电机。因此，所述第二收集器的第二发电机可以向所述第二表面施加相对于第二参考表面的约5kV和约500kV之间的第二电势，以便在所述第二表面和所述第二参考表面之间产生大于或等于约10kV/m的电场。在一个或多个实施例中，所述第二收集器的发电机是所述第一收集器的发电机。
在一个或多个实施例中，所述框架包括：
-入口室，该入口室被布置在所述电离设备的上游并且被配置为将进入的空气流引导至所述空气净化器设备的内部，以及
-出口室，该出口室相对于进入的空气流被布置在所述至少一个收集器的下游，并且被配置为将排出的空气流引导至所述空气净化器设备的外部。
在一个或多个实施例中，所述框架是具有可变截面的管的形式。例如，所述框架具有朝向所述出口室会聚的管形状，以便在所述设备的入口处处理大量的空气，并且潜在地对排出的空气流进行定向。
在一个或多个实施例中，至少一个电压控制器被配置为改变由发电机在所述第一表面和所述第一参考表面之间产生的电场，并因此修改所述电场的场线。通过改变所述电场，例如可以改变细颗粒聚集体和/或非聚集细颗粒的轨迹，该轨迹遵循所述场线。例如，可以反转所述电场的方向，这例如导致通过所述第一表面或所述第一参考表面吸引具有相反符号的细颗粒聚集体和/或带电细颗粒(与反转所述电场方向之前吸引的细颗粒聚集体和/或细颗粒的电荷的符号相比)，所述相反符号的细颗粒聚集体和/或细颗粒随后沉积在所述第一表面或所述参考表面上。在一个或多个实施例中，所述电压控制器被配置为以预定频率(例如根据约0.1秒至约10秒的周期)改变所述电场(例如通过改变所述电场的方向)。所述电压控制器还可以代表清洁至少一个第一收集器的解决方案。例如，通过改变所述电场的方向，已经收集在第一表面上不再受到重力影响的细颗粒聚集体和/或细颗粒可以突然被第一表面推开，并且例如可以因此在设备维护和/或清洁操作期间被抽吸。
在一个或多个实施例中，所述设备还包括气流控制系统，该气流控制系统被配置为将进入的空气流引导向所述至少一个第一收集器的至少所述第一表面。所述气流控制系统可以同样地或替代地将环境空气引向所述至少一个第一收集器的所述参考表面。在一个或多个实施例中，所述气流控制系统包括起伏的或可折叠的防水布。这样的防水布被部署在所述设备的周围以控制环境空气的流动，并且例如对风向进行定向。
在一个或多个实施例中，所述气流控制系统被配置为促进空气流在所述第一表面和所述参考表面之间穿过。所述气流控制系统包括例如至少一个风扇或鼓风器，该至少一个风扇或鼓风器在第一表面和参考表面之间抽吸和/或推动空气。因此，所述气流控制系统尤其能够确保即使在微风或无风的情况下，在所述表面之间也有足够的空气流。无风或非常缓慢的风(例如小于1米每秒)，通常与发生最严重污染事件的情况相关。所述气流控制系统同样可以使得例如在大风的情况下减慢空气流，使得在第一表面和参考表面之间穿过的空气有时间通过所述设备充分地去污染。
在一个或多个实施例中，所述至少一个风扇被布置在出口室的水平处，所述出口室相对于进入的空气流被布置在所述至少一个第一收集器的下游。这样的布置使得空气能够被抽吸而不会在入口处干扰空气，因此限制了湍流。这样的布置还使得能够将稳定排出的空气流抽取到所述空气净化器设备的外部，并且将该净化的排出空气引向目标区域。如果在户外使用所述设备，无法实现全局去污染效果，则这被证明是有利的。
在一个或多个实施例中，所述气流控制系统包括至少一个导流板，该至少一个导流板被配置为对所述空气净化器设备中的进入空气流和/或从所述空气净化器设备排出的空气流进行定向。例如，在一个或多个实施例中，所述气流控制系统包括被布置在所述框架的入口室的水平处的至少一个导流板和/或被布置在所述框架的出口室的水平处的至少一个导流板。在一个或多个实施例中，所述至少一个导流板选自包括翅片、叶片、翼片的组。所述至少一个导流板可根据进入流或排出流的所需方向来定向。例如，所述气流控制系统可包括在入口处的多个竖直叶片以及在出口处的多个水平叶片，反之亦然。所述多个入口叶片/出口叶片可以例如被支撑在一个平面上，例如相对于进入/排出的空气流分别在入口室/出口室的上游/下游。在一个或多个实施例中，所述至少一个导流板至少部分地被布置在所述入口室/出口室的外部。
在一个或多个实施例中，所述至少一个第一收集器的发电机包括使得能够从输入电压生成输出电压的至少一个变压器，所述发电机被配置为向所述第一表面施加相对于所述参考表面的所述第一电势。在一个或多个实施例中，所述变压器被配置为从12V和300V之间(例如12V、24V或230V)的输入电压产生1kV和1000kV之间(例如5kV和500kV之间、5kV和100kV之间)的输出电压。在一个或多个实施例中，被配置为向第一表面施加相对于参考表面的所述第一电势的发电机包括电力产生装置。在一个或多个实施例中，所述电力产生装置自主地产生电力。所述电力产生装置例如可以为气流控制系统和/或电离设备供电。在一个或多个实施例中，所述电力产生装置使得空气净化器设备在能量上自给自足，其优点在于不需要与现有电力干线进行任何连接并且限制操作成本。所述电力产生装置包括例如选自至少一个光伏板、至少一个风力涡轮机及其组合的元件。可以将至少一个太阳能电池板设置成当所述包含光催化剂的涂层涂覆所述第一表面和/或所述参考表面时限制所述涂层暴露于阳光的损失。此外，所述至少一个太阳能电池板可以对于可见光和/或UV部分地或基本上透明，例如对于蓝光和/或UV部分地或基本上透明。
根据第二方面，本说明书涉及一种使用根据第一方面的空气净化器设备净化空气的方法。
根据第二方面的方法包括：
-将根据第一方面的空气净化器设备放置在待去污染的区域中和/或下方和/或上方和/或周围，
-使用所述电离设备，电离空气中存在的至少一些细颗粒，
-使用所述团聚室，将至少一些由电离设备电离的细颗粒聚集成细颗粒聚集体，
-使用所述至少一个第一收集器的发电机，在所述第一表面和所述参考表面之间产生大于或等于约10kV/m的电场，并且
-使用所述至少一个第一收集器，收集至少一些细颗粒聚集体。
在一个或多个实施例中，所述至少一个第一收集器的所述第一表面和所述参考表面各自包括彼此平行布置并且彼此电连接的多个板，至少所述第一表面的一些板和所述参考表面的一些板在第一布置方向上以交替方式布置，安装所述空气净化器设备以获得所述板的基本上竖直的布置。所述板的基本上竖直的布置使得例如可以通过限制翘曲而便于所述板的对准，这使得可以在较高电压下操作而不用担心电弧。此外，当第一表面和/或参考表面涂覆有包含如上所述的光催化剂的涂层时，所述板的竖直布置还使得可以最大化太阳光的吸收，并因此最大化光催化效果。
在一个或多个实施例中，所述空气净化器设备被配置为可移动的。因此，所述设备的全部或一部分可被收藏在例如机库中，并被部署用于去污染任务。或者，所述设备可被永久地部署在给定位置，例如在待去污染的区域中。
根据第三方面，本说明书涉及一种空气净化器组件，该空气净化器组件包括多个根据第一方面的空气净化器设备，其中空气净化器设备彼此连接(例如机械地连接)。
在一个或多个实施例中，根据第二方面的去污染方法包括多个根据第一方面的空气净化器设备的连接(例如，当所述设备被配置为每个设备机械地连接到一个或多个其他设备时，多个所述设备的机械互连)。这种类型的连接便于生产大尺寸的空气净化器组件，例如围绕或沿着大尺寸的待去污染区域(例如是工厂或诸如高速公路或环路之类的交通繁忙区域)布置的防污染屏障。为此，有利的是，多个根据第一方面的设备的空气净化器设备基本上相同或全部相同。
在一个或多个实施例中，所述设备被配置成完全或部分地呈现城市街道设施的形式。城市街道设施例如可以是遮阳棚和/或避雨亭的类型。
在一个或多个实施例中，根据第一方面的空气净化器设备被配置为采取长度在1m至20m之间(例如在1m至10m之间)、宽度在1m至10m之间(例如在1m至5m之间)的遮阳棚的形式，该遮阳棚包括高度在1m至10m之间的中心支撑塔架。
在一个或多个实施例中，根据第一方面的空气净化器设备或根据第三方面的空气净化器组件被部分地配置为采取公共汽车候车亭或小亭类型的城市街道设施的形式。公共汽车候车亭可提供以下优点中的一个或多个：存在机械支撑件、可以连接到电力干线、防风保护。公共汽车候车亭下的空间被保护不受风的影响，并且可以有效地受益于由所述设备提供的去污染。所述空气净化器设备可以例如被安装在公共汽车候车亭的顶上，并且在一个或多个实施例中包括如上所述的气流控制系统，该气流控制系统使得能够从外部抽吸空气并且将净化后的空气通风给用户。
在一个或多个实施例中，根据第一方面的空气净化器设备包括至少一个固定装置(例如多个固定耳(fixing lug))，该至少一个固定装置被配置用于将空气净化器设备机械地连接到车辆。例如，所述至少一个固定设备可以被配置为将空气净化器设备机械地连接到车辆的车顶，例如公共汽车的车顶。或者，所述空气净化器设备可被安装在车辆(例如，电动车辆)的车架下方。
在一个或多个实施例中，所述空气净化器设备具有包含在长方体内的体积，该长方体的长度在约190cm和约250cm之间，宽度在约80cm和约120cm之间，高度在约10cm和约200cm之间。
附图说明
通过阅读说明书，本发明的其他优点和特征将变得明显，其由以下附图进行说明：
[图1A]是从根据本说明书的空气净化器设备的一个示例的上方观察的示意图。
[图1B]是类似于图1A中所示的设备的示例的示意性透视图。
[图2A]是车顶机械地连接有根据本说明书的设备的四个示例的公共汽车的示意性前视图。
[图2B]是图2A中所示的公共汽车的示意性侧视图。
[图2C]是图2A和图2B中所示的公共汽车示意性俯视图。
[图2D]是图2A至图2C中所示的公共汽车的左侧的示意性侧视图。
[图3A]是根据本说明书的设备形成防污染屏障的其他示例的组件的示意性透视图。
[图3B]是被配置为连接到一个或多个其他设备以形成图3A中所示的防污染屏障的设备的示意性透视图。
[图3C]是图3B所示视图的示意性纵向视图。
[图4]是顶部部署有根据本说明书的设备的另一个示例的公共汽车候车亭的示意性横向视图。
具体实施方式
在附图中，为了提高易读性，元素并未按比例表示。
在图1A中示出了空气净化器设备100a的第一示例的附视图。图1B是设备100b的另一个示例的透视图。
如图1A和图1B所示，用于净化进入的空气流200的设备100a、100b包括至少一个第一收集器31。在该设备的其他实施例(未示出)中，该设备可包括一个接一个布置的多个收集器。集电体31包括尺寸大于约1m2的非绝缘材料的第一表面311S以及非绝缘参考表面312R。收集器31还包括发电机，该发电机被配置为向第一表面311S施加相对于参考表面312R在约5kV和约500kV之间的第一电势，以便在第一表面311S和参考表面312R之间产生大于或等于约10kV/m的电场。
空气净化器设备100a、100b还包括电离设备12和团聚室21，电离设备12被配置为电离存在于进入空气200中的一些细颗粒，团聚室21被配置为将通过电离设备12电离的至少一些细颗粒聚集成细颗粒聚集体。收集器31本身被配置为收集至少一些细颗粒聚集体。还可以收集非聚集颗粒。
如图1A和图1B所示，设备包括框架4，该框架4被配置为至少包围电离设备12、团聚室21以及至少一个第一收集器31。框架4可以由绝缘材料或非绝缘材料制成。为了安全，框架可以例如由非绝缘材料制成并且电连接到地。
空气净化器设备100a、100b可以例如被配置为在待去污染的区域中延伸。
电离设备12包括多个尖状体121(例如发射离子的2到100个尖状体)以及格栅122。至少一个第一收集器的发电机可以同样用作用于电离设备的发电机，并且可以被配置为向多个尖状体121中的尖状体施加相对于格栅的预定电势，以便在多个尖状体121和格栅122之间产生至少约100kV/m的电场。该场值足以电离存在于进入的污染空气200中的至少一些细颗粒。在空气净化器设备的一些实施例中，电离设备包括其自身的发电机。
尖状体121例如由非绝缘材料(例如镀镍钢)制成。例如，尖状体具有约0.1cm和约10cm之间的长度，并且例如具有曲率半径小于或等于约100μm的端部。此外，如图1A和图1B所示，电离设备12的尖状体121可以彼此平行地布置，并且例如被配置为平行于进入的空气流200的方向布置。
此外，尖状体121可以被布置成使得其锥度方向(也就是说，从尖状体的基部到尖状体的尖端的方向)与进入的空气流200的方向相同(也就是说，从设备100a的外部到内部，如图1A中的黑色箭头200所示)。在某些实施例中，尖状体的至少一些或全部被布置成使得其锥度方向相对于进入的空气流的方向相反。
如图1A所示，尖状体121可以电互连。尖状体121例如可以被布置在绝缘支撑件(例如木杆)上。
格栅122例如由非绝缘材料制成。例如，格栅122由焊接在一起的金属线股的网状阵列组成。网孔的平均尺寸例如小于或等于约4mm。构成格栅122的线股的直径例如为约1mm。格栅例如电连接到地。如图1A和图1B所示，格栅还可以相对于进入的空气流200被布置在电离设备12的尖状体121的下游。此外，格栅122可被布置在垂直于进入的空气流200的平面中。如图1A和图1B所示，尖状体121例如被布置为垂直于格栅122的平面。
电离设备例如基于电晕放电。
团聚室21被配置为将通过电离设备12电离的至少一些细颗粒聚集成细颗粒聚集体，团聚室21用作电离设备12与收集器31之间的缓冲空间。
如图1A和图1B所示，团聚室21可包括管状外壳211。这样的布置可以通过使得能够产生静电现象来增强净化器设备的功效，从而能够更大程度地减少污染。管状外壳211例如由非绝缘材料制成。外壳211例如由未处理的铝或另一种非绝缘材料制成。管状外壳211可以例如电连接到地。
如图1A和图1B所示，收集器31的第一表面311S可由彼此平行布置并且例如电互连的多个板311组成。收集器31的参考表面312R同样可以由多个彼此平行布置并且例如电互连的板312组成。在图1A和图1B中，对于第一表面311S仅示出了四个板311，并且对于参考表面312R仅示出了三个板312。
当然，板311和/或312的数量可以根据实施例而变化，并且显然不限于图1A和图1B中所示的空气净化器设备100a、100b中的数量。例如，板的数量可以更大，例如在约10和约25之间。
如图1A和图1B所示，参考表面的板312可以交错在第一表面的板311之间。第一表面的板311和参考表面的板312可以在板的第一布置方向上以交替的方式布置。
在具有平行板的配置中，空气有利地被最小程度地减慢，这使得能够用很少的能量消耗来处理更大量的空气。此外，“第一表面-参考表面”成对的板(311，312)中的板的接近度使得可以最大化在第一表面和参考表面之间产生的电场的值，但是保持在低于破坏性场的值，该破坏性场是可以观察到电弧的场。
如图1A和图1B所示，“第一表面-参考表面”板(311，312)之间的距离在板的第一布置方向上可以基本恒定。该距离例如可以是约至少1cm，这例如使得可以防止异物进入设备中而产生短路。
在一些实施例中，仅第一表面的板311中的一些板和参考表面的板312中的一些板以交替方式布置(例如“311、312、311、312”)。类似地，在一些实施例中，“第一表面-参考表面”板(311、312)之间的距离在板的第一布置方向上不是恒定的，例如如图3C所示(更多细节见下文)。
第一表面311S和/或参考表面312R可以具有预定的表面粗糙度Ra。例如，Ra大于5μm，例如大于30μm，例如大于50μm。
框架4可以例如包括入口室41，该入口室41被布置在电离设备12的上游并且被配置为将进入的空气流200引导到空气净化器设备100a、100b的内部。框架可例如包括出口室42，该出口室42相对于进入的空气流被布置在至少一个第一收集器的下游，并且被配置为将排出的空气流201引导到空气净化器设备100a、100b的外部。
设备100a、100b可以例如还包括气流控制系统，该气流控制系统被配置为将进入的空气流200至少引导至收集器31的第一表面311S。气流控制系统可以例如包括至少一个风扇421。气流控制系统被配置为便于空气流在第一表面311S和参考表面312R之间通过。至少一个风扇421抽吸和/或推动第一表面311S和参考表面312R之间(例如第一表面的板311和参考表面的板312之间)的空气，并且使得即使在微风或根本没有风的情况下也能够确保所述表面之间的空气流量足够。
至少一个风扇421例如被布置在出口室42的水平处，出口室42相对于进入的空气流200被布置在至少一个收集器31的下游。这种布置使得空气200能够被抽吸而不会在入口处干扰空气200，因此限制了湍流。这种布置还使得能够从空气净化器设备提取稳定排出的空气流201，并且例如将排出的净化空气201引导到目标区域。如果在户外使用该设备时，无法实现全局去污染效果，则这可以证明是有利的。
收集器31的发电机由图1A中的符号“V”表示。被配置为将第一电势施加到第一表面的收集器31的发电机例如还可以用作电离设备12的发电机，以便在多个尖状体121和格栅122之间产生电场。发电机可以例如包括变压器，用于从12V和300V之间(例如12V、24V或230V)的输入电压产生例如1kV和1000kV之间、例如5kV和500kV之间、例如5kV和100kV之间的输出电压。发电机例如可以包括用于产生电力的装置(未示出)，其能够例如向电离设备12和/或至少一个风扇421供电。
此外，第一表面311S和/或参考表面312R可以例如部分地或完全地涂覆有涂层(未示出)，该涂层包含能够将沉积在所述表面上的至少一些细颗粒聚集体和/或细颗粒转化为氧化产物CO2和H2O的光催化剂。光催化剂可以例如包括二氧化钛TiO2。
因此，由于在第一表面311S和参考层312R之间产生的电场的影响而被收集器31捕获的细颗粒聚集体和/或细颗粒可以被连续地转化为无害的氧化产物。
在图2A至图2D中示出了根据本说明书第一方面并且例如与参照图1A和图1B所述的那些类似的空气净化器设备100c、100d的其他示例。设备100c、100d中的每一个都包括框架，该框架被配置为至少包围离子设备、团聚室以及至少一个第一收集器。在图2A至图2D中示出了车辆，即公共汽车700，该公共汽车700的车顶例如通过固定装置105连接有三个设备100c和一个设备100d，例如连接到每个空气净化器设备的框架。如图2B和图2D所示，位于公共汽车前部的设备100d可以具有形状为朝前部逐渐变细从而赋予其改进的穿透空气的能力的框架。这四个设备100c、100d例如经由例如焊接、胶点、螺栓、螺钉、螺母彼此机械地连接。当然，可以在车辆上布置不同数量的相同或不同的空气净化器。
每个设备100c、100d可以例如包括用于将其固定到公共汽车车顶的装置，即例如多个固定耳105。固定耳例如分布在设备100c、100d的角部和/或侧部附近。固定装置例如被配置为将设备100c、100d直接连接到公共汽车700的车顶。在一些实施例中，同样可以设想与车顶行李架和/或与安装在公共汽车车顶上的加强肋的连接，例如通过一个或多个夹具的连接。
空气净化器设备100c可以包含在具有适合于车辆车顶形状的形状的体积内，该形状例如基本上为长方体的形状，即使可以设想其他形状，例如锥形设备100d的形状。该长方体例如可以具有以下尺寸：长度在190cm和250cm之间，宽度在80cm和120cm之间，高度在10cm和200cm之间。所述长度例如可以沿着公共汽车的宽度定向。这样的尺寸使得能够适应法国/欧洲公共汽车的允许尺寸。
每个设备100c、100d的至少一个第一收集器(未示出)的发电机例如可以包括专用于该发电机和/或连接到车辆的电池的电力产生装置。
例如如图2A至图2D中所示的这种安装在车辆(例如，卡车、长途客车、汽车或公共汽车)的车顶上的空气净化器设备的组件具有多个优点，特别是在经常超过PM阈值的城市中心。例如，装配有空气净化器设备的组件的公共汽车700可以在污染路线上流通穿过城市中心，捕获尽可能接近污染物排放源的污染空气。污染物在其来源/排放源附近的密度较大并且在时间上较近，这使得可以在其扩散之前和/或在产生次级产物的反应发生之前将其捕获。此外，特别如图2A和图2D所示，对于例如靠右行驶的公共汽车700，安装在其车顶上的空气净化器设备例如可以捕获来自道路的污染空气200，并将净化空气201排向人行道，行人可以直接从中受益。
每个设备的进入和排出的空气流的这种定向可通过存在至少一个导流板来促进，该至少一个导流板被配置为定向空气净化器设备中的所述空气流和/或离开空气净化器设备的所述空气流。
每个空气净化器设备可以例如包括气流控制系统，该气流控制系统包括在设备的入口处的至少一个导流板422a和/或在设备的出口处的至少一个导流板422b。
如图2A所示，入口导流板422a可以是相对于公共汽车的车顶垂直的叶片。图2C还示出了每个设备的入口导流板422a可以例如相对于公共汽车的左侧以约45°的角度定向。此外，图2C和图2A分别示出了出口导流板422b可以是水平叶片，并且可以例如相对于公共汽车的车顶以例如约30°的角度定向，以对准公共汽车右侧的人行道和/或行人。
所述多个入口/出口叶片422a、422b可以例如被支撑在平坦格栅(图中未示出)上，例如相对于进入的空气流200/排出的空气流201分别在入口室/出口室的上游/下游。在图2A至图2D所示的非限制性示例中，设备100c、100d的框架包括在内部设置有这种平面格栅的入口室和出口室。
图2A和图2C分别是公共汽车700的前视图和俯视图，示出了入口导流板422a和出口导流板422b对进入的污染空气流200和排出的净化空气流201的作用。公共汽车例如向前行驶并行驶在道路的右侧，这产生了由入口导流板422a促进的污染空气200的进入以及由出口导流板422b对排出的净化空气201的有针对性地排放。
设备100c、100d的气流控制系统例如可以包括至少一个风扇(图中未示出)，该至少一个风扇例如被布置在设备的出口处，例如被布置在框架的出口室中。因此，即使当公共汽车静止和/或陷入交通堵塞时，该设备也能够有效地净化空气。
可以存在于公共汽车700上的空气入口可以例如连接到设备100c、100d的出口，以便例如更新公共汽车中的空气。
此外，公共汽车可以例如包含用于冷却净化空气201的系统，以便由设备100c、100d排放的净化空气201在地面附近保持更长时间，从而构成例如在道路和建筑物之间的纯空气垫。此外，设备100c、100d的维护和清洁(特别是至少一个第一收集器的维护和清洁)例如可以添加到公共汽车的维护中。
此外，当第一表面和/或参考表面涂覆有包含光催化剂的涂层、该光催化剂能够将分别沉积在所述第一表面或所述参考表面上的至少一些细颗粒聚集体和/或细颗粒转化为氧化产物CO2和H2O时，所述框架可以例如有利地对可见光和/或UV部分或基本上透明，例如对蓝光和/或UV部分或基本上透明。
此外，当至少一个第一收集器的第一表面和/或参考表面包括彼此平行布置的多个板时，有利的是，这些板以“竖直”方式布置，也就是说平行于图2B和图2C的平面布置，以便使太阳光的吸收最大化，并因此使光催化剂的效果最大化。板的竖直布置还便于板的对准，从而限制翘曲，这使得空气净化器设备能够在高电压下工作而不用担心电弧。此外，当板竖直布置时，可以证明有利的是，框架的上部例如经由至少一个滑动连接而至少部分地可移除，以便于板的清洁和/或更换。
图3A示出了根据本说明书的另一个实施例的包括多个空气净化器设备100e的空气净化器组件。设备100e例如(但不一定)是基本相同的。
在该具体示例中，组件被配置为形成例如具有大于约40m的纵向尺寸的防污染屏障。一个这样的屏障在图3A中示出，并且包括多个机械互连(例如通过焊接、胶点、螺栓、螺钉、螺母互连)的设备100e。该屏障例如沿高速公路(未示出)部署，因此保护行人行走的地方免受污染。
在图3B和图3C中更详细地示出了适合于图3A所示类型的组件的空气净化器设备100e的示例。
每个空气净化器设备100e包括框架4，该框架4被配置为至少包围电离设备、团聚室和至少一个第一收集器。如图3B和图3C所示，电离设备包括多个尖状体121和格栅122。在多个尖状体121和格栅122之间产生至少100kV/m的电场。
设备100e可以例如仅包括一个收集器。收集器的第一表面可以包括彼此平行布置并且彼此电连接的多个板311。同样地，收集器的参考表面可包括彼此平行布置并且彼此电连接的多个板312。例如，第一表面的板311和参考表面的板312均以交替方式布置(311、312、311、312、……)。板例如是“竖直的”，也就是说基本上垂直于地面和图3C的平面。如上面详细描述的那样，除其他优点之外，该配置使得例如可以最小化设备的空气阻力、优化板所暴露的阳光量并且限制板的翘曲。
设备100e可以有利地采取遮阳棚类型的城市街道设施的形式。设备100e可以不需要被配置为移动的，而是永久地保持在城市区域中以便净化其中的空气。如图3A至图3C所示，设备100e可以例如形成包括中心支撑塔架105的遮阳棚，该中心支撑塔架105具有例如1m至10m之间的高度(例如约2m的高度)。此外，框架4可以例如具有宽度在约1m和约5m之间且长度在约1m和约10m之间的尺寸，例如宽度为约3m且长度为约5m。因此，由8个5米长的设备组成的组件使得能够生产40米长的空气污染屏障。例如，框架在面向高速公路的一侧略微向外展开。以这种方式，框架可以采用朝向空气净化器设备100e的出口会聚的管的形式。因此，来自高速道路的污染空气200相应地被引导至该设备，以便在该设备的入口处处理大量空气，并且排出的空气流201可以有利地朝向行人定向。
来自高速公路的污染空气200进入设备。排出的空气201作为净化空气在行人侧离开设备100e。设备100e可以包括气流控制系统，该气流控制系统包括例如多个风扇421。
每个风扇421抽吸和/或推动在收集器的第一表面和参考表面之间的空气。风扇421有利地使得即使在慢风或无风的情况下也能够确保足够的空气流。在强风的情况下，风扇421还可以降低空气在所述表面之间穿过的速度，使得所述空气有时间被设备100e充分地去污染。
在一些实施例中，第一表面和参考表面都由基本上呈平面的板构成的事实对风并且对设备100e的所述表面之间流通的空气产生低阻力，这使得气流控制系统的风扇421能够消耗相对较少的能量。
被配置为向第一表面施加相对于参考表面的所述第一电势的收集器的发电机还可以包括用于产生电力的装置，例如图3A至图3C中所示的光伏板110。光伏板110可以例如为至少一个风扇421提供电流和/或为电离设备供电。光伏板110例如可以使设备100e在能量上自给自足，其提供的优点在于不需要连接到现有电力干线并且限制设备的操作成本。
此外，设备100e的框架4可包括保护格栅，该保护格栅至少包围离子化设备、团聚室和收集器，如图3A至图3C所示。
在图4中示出空气净化器设备的另一个示例。图4是固定在地面600上的城市街道设施的截面图，该城市街道设施是在其顶上包括空气净化器设备100f的公共汽车候车亭500。
例如，公共汽车候车亭500可以提供以下优点：存在机械支撑件、可以连接到电力干线、防风保护501。此外，如图4所示，设备100f可包括气流控制系统，该气流控制系统包括例如至少一个风扇421，该至少一个风扇421使得能够从外部抽吸空气200并通过净化空气201为使用者通风。
图4示出了公共汽车候车亭500的横截面，还示出了设备100f可以例如以形成收集器的第一表面和参考表面的板的“竖直”布置和/或入口处框架的锥形为特征，其具有上述优点。
用于选择根据本说明书的第一方面的空气净化器设备的位置的标准可以例如以非限制性的方式包括大面积场所的可用性、人口的邻近度(这考虑了控制空气污染方面的益处)、或者电力供应的可用性(例如设备与电力干线、与包含所述地点的城镇或社区的数据网络的连接的可用性)。
尽管通过一定数量的详细实施例进行了描述，但是该设备包括对于本领域技术人员来说显而易见的变型、修改和改进，应当理解，这些变型、修改和改进必定落入由所附权利要求限定的本发明的范围内。
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Claims (15)

1.一种空气净化器设备，该空气净化器设备包括：
-至少一个第一收集器(31)，该至少一个第一收集器(31)包括尺寸大于约1m2的非绝缘材料的第一表面(311S)、非绝缘材料的第一参考表面(312R)以及第一发电机，该第一发电机被配置为向所述第一表面施加相对于所述第一参考表面的约5kV至约500kV之间的第一电势，以便在所述第一表面和所述第一参考表面之间产生大于或等于约10kV/m的电场，
-电离设备(12)，该电离设备(12)被配置为电离空气中存在的一些细颗粒，
-团聚室(21)，该团聚室(21)被配置为将通过所述电离设备电离的至少一些所述细颗粒聚集成细颗粒聚集体，所述至少一个第一收集器(31)被配置为收集至少一些所述细颗粒聚集体，以及
-框架(4)，该框架(4)被配置为至少包围所述电离设备(12)、所述团聚室(21)和所述至少一个第一收集器(31)，
其中，所述电离设备(12)包括多个针状体(121)、格栅(122)和发电机，该发电机被配置为向所述多个针状体中的针状体施加相对于所述格栅的预定电势，以便在所述多个针状体(121)和所述格栅(122)之间产生至少约100kV/m的电场。
2.根据权利要求1所述的空气净化器设备，其中，所述团聚室(21)包括管状非绝缘材料的外壳(211)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的空气净化器设备，还包括至少一个第二收集器，所述至少一个第二收集器包括：
-尺寸大于约1m2的非绝缘材料的第二表面，
-非绝缘材料的第二参考表面，
-第二发电机，该第二发电机被配置为向所述第二表面施加相对于所述第二参考表面的约5kV和约500kV之间的第二电势，以在所述第二表面和所述第二参考表面之间产生大于或等于约10kV/m的电场，
其中，所述至少一个第二收集器被配置为相对于进入的空气流位于所述第一收集器的下游。
4.根据前述权利要求中任一项所述的空气净化器设备，其中：
-所述至少一个第一收集器的所述第一表面(311S)包括彼此平行布置并且彼此电连接的多个板(311)，
-所述至少一个第一收集器的所述第一参考表面(312R)包括彼此平行布置并且彼此电连接的多个板(312)，并且
-所述第一表面的所述板(311)和所述第一参考表面的所述板(312)中的至少一些板在第一布置方向上以交替的方式布置。
5.根据前述权利要求中任一项所述的空气净化器设备，其中，所述框架(4)为具有可变截面的管的形式。
6.根据前述权利要求中任一项所述的空气净化器设备，其中，所述框架(4)包括：
-入口室(41)，该入口室(41)被布置在所述电离设备(12)的上游并且被配置为将进入的空气流(200)引导至所述空气净化器设备的内部，以及
-出口室(42)，该出口室(42)相对于所述进入的空气流被布置在所述至少一个第一收集器(31)的下游，并且被配置为将排出的空气流(201)引导至所述空气净化器设备的外部。
7.根据前述权利要求中任一项所述的空气净化器设备，其中，所述至少一个第一收集器的所述第一表面(311S)和/或所述第一参考表面(312R)涂覆有包含光催化剂的涂层，该光催化剂能够将分别沉积在所述第一表面或所述第一参考表面上的至少一些所述细颗粒聚集体和/或细颗粒转化成氧化产物CO2和H2O。
8.根据前述权利要求中任一项所述的空气净化器设备，还包括气流控制系统，该气流控制系统被配置为将进入的空气流(200)引导至所述至少一个第一收集器(31)的所述第一表面(311S)。
9.根据权利要求8所述的空气净化器设备，其中，所述气流控制系统包括至少一个风扇(421)。
10.根据权利要求9所述的空气净化器设备，其中，所述至少一个风扇(421)被布置在出口室(42)的水平处，所述出口室(42)相对于所述进入的空气流被布置在所述至少一个第一收集器(31)的下游。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的空气净化器设备，其中，所述气流控制系统包括至少一个导流板(422a、422b)，所述至少一个导流板(422a、422b)被配置为定向所述进入的空气流(200)和/或排出的空气流(201)。
12.根据前述权利要求中任一项所述的空气净化器设备，该空气净化器设备被配置为完全或部分地采用遮阳棚和/或避雨亭类型的城市街道设施的形式。
13.根据前述权利要求中任一项所述的空气净化器设备，还包括至少一个固定装置(105)，所述至少一个固定装置(105)被配置为将所述空气净化器设备机械地连接至车辆。
14.一种空气净化器组件，该空气净化器组件包括多个根据前述权利要求中任一项所述的空气净化器设备，其中，所述空气净化器设备彼此机械地连接。
15.一种使用根据权利要求1至13中任一项所述的空气净化器设备或根据权利要求14所述的组件来净化空气的方法，该方法包括：
-将所述空气净化器设备放置在待去污染的区域之中和/或之下和/或之上和/或周围，
-通过所述电离设备(12)，电离存在于所述空气(200)中的至少一些所述细颗粒，
-通过所述团聚室(21)，将通过所述电离设备(12)电离的至少一些所述细颗粒聚集成细颗粒聚集体，
-通过所述至少一个第一收集器(31)的所述发电机，在所述第一表面(311S)与所述参考表面(312R)之间产生大于或等于约10kV/m的电场，以及
-通过所述至少一个第一收集器(31)，收集至少一些所述细颗粒聚集体。
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