本發(fā)明涉及一種pm2.5過濾裝置，特別是涉及一種類百葉窗式霧霾過濾窗，屬于家庭生活用具技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

近年來，中國人一直被霧霾問題深深困擾。在過去的2015年里，北京僅有186天處在空氣質(zhì)量優(yōu)良狀態(tài)，其余179天都處在或輕或重的污染環(huán)境里。當然，北京并不是唯一受霧霾困擾的城市，根據(jù)2015年第一季度360座城市pm2.5濃度排名統(tǒng)計，北京的污染程度位列第52名，與第一名河北保定pm2.5均值相差64.6。秋冬季節(jié)，更是霧霾頻發(fā)的時段，每年此時，前往醫(yī)院就診的呼吸道疾病患者數(shù)量都會攀升。為了追求健康的生活，空氣凈化器開始進入大家的視野，并逐漸成為重污染地區(qū)的家居常備電器。

空氣凈化器是指能夠吸附、分解或轉(zhuǎn)化各種空氣污染物(一般包括PM2.5、粉塵、花粉、異味、甲醛之類的裝修污染、細菌、過敏原等)，有效提高空氣清潔度的產(chǎn)品，主要分為家用、商用、工業(yè)、樓宇。

空氣凈化器中有多種不同的技術(shù)和介質(zhì)，使它能夠向用戶提供清潔和安全的空氣。常用的空氣凈化技術(shù)有：吸附技術(shù)、負(正)離子技術(shù)、催化技術(shù)、光觸媒技術(shù)、超結(jié)構(gòu)光礦化技術(shù)、HEPA高效過濾技術(shù)、靜電集塵技術(shù)等；材料技術(shù)主要有：光觸媒、活性炭、合成纖維、HEAP高效材料、負離子發(fā)生器等。現(xiàn)有的空氣凈化器多采為復(fù)合型，即同時采用了多種凈化技術(shù)和材料介質(zhì)。

空氣凈化器分為被動式與主動式，被動式空氣凈化器主要由馬達、風扇、空氣過濾網(wǎng)等系統(tǒng)組成，其工作原理為：機器內(nèi)的馬達和風扇使室內(nèi)空氣循環(huán)流動，污染的空氣通過機內(nèi)的空氣過濾網(wǎng)后將各種污染物清除或吸附。主動式空氣凈化器則會釋放APT因子(主要由高純度的負離子和富氧分子共同組成)，它會走到需要它的地方，殺死室內(nèi)的細菌，去除空氣中煙霧、灰塵和異味。

但因為家用空氣凈化器最初的發(fā)明目的主要是為了凈化室內(nèi)的異味或甲醛之類的有害氣體，都是放在室內(nèi)工作的，這與我們的本土問題有些“水土不服”。這樣的工作模式并不適用于解決霧霾污染問題，因為放在室內(nèi)的凈化器不能及時從室內(nèi)環(huán)境中過濾出pm2.5，用戶還是會在凈化器運行的過程中吸進未來得及處理的細顆粒物。如果發(fā)明一種窗式霧霾過濾器并取代傳統(tǒng)紗窗，可直接在通風口處將霧霾拒之于外，從根本上杜絕pm2.5在室內(nèi)外流通。

此前，德國品牌Trittec自研了一款防微塵紗窗。這種紗窗采用“高磁纖維”材料制成，當風拂過，就會因摩擦而產(chǎn)生不被人感知的負極靜電，并較長時間維持。但考慮到霧霾天氣主要發(fā)生在無風環(huán)境下，這種紗窗的作用可能會被削弱，且其售價較高，所以在我國的適用性并不強。

公開號為CN105781368A的發(fā)明是一種帶有空氣過濾棉的百葉窗，但其過濾組件并不在葉片上，且無法自動化控制，缺乏實用性和通光性。該發(fā)明公開日為2016.07.20。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為降低霧霾對市民生活的影響程度，設(shè)計如下一款空氣過濾窗，通過檢測得到室外PM2.5濃度實時做出邏輯判斷，根據(jù)判斷結(jié)果控制智能窗開啟或關(guān)閉。從而可以有效緩解或阻斷pm2.5進入室內(nèi)，并在空氣狀況良好時不影響通風，維持室內(nèi)安全健康的空氣環(huán)境。該項發(fā)明改變了傳統(tǒng)空氣凈化器的工作模式，詣在從根本上杜絕pm2.5在室內(nèi)外流通，相較傳統(tǒng)空氣凈化器更宜解決我國空氣污染的問題。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種通過監(jiān)測空氣質(zhì)量自動開閉的霧霾過濾窗，該霧霾過濾窗包括窗框100、葉片200、聯(lián)動部分300、電路400，葉片200安裝在窗框100上，聯(lián)動部分300安裝在窗框100上，電路400通過聯(lián)動部分300控制葉片200。

該智能窗用以取代普通的家用紗窗，為了盡可能減少開啟時的空間占據(jù)影響，將其設(shè)計成百葉窗的樣式，為了盡可能減輕邊框占用過濾面積的問題。

葉片200并列布置并呈百葉窗樣式，當需要工作時，葉片200閉合隔絕室外空氣，反之打開。葉片200的轉(zhuǎn)動由步進電機410帶動主軸聯(lián)動，葉片200的轉(zhuǎn)動角度為40°，使葉片200轉(zhuǎn)動后平行于春秋分日正午太陽高度角，最大化的減少非閉合狀態(tài)下對日光的遮蔽。

葉片200為插槽式結(jié)構(gòu)，葉片200包括葉片外框210和內(nèi)芯220兩部分，內(nèi)芯220內(nèi)設(shè)有過濾材料222；為方便更換內(nèi)芯220中的過濾材料222，內(nèi)芯220放置在葉片外框210內(nèi)，外側(cè)設(shè)有滑槽溝道224以供安放時對正。更換過濾材料222時只需打開卡扣取出內(nèi)芯220，更換，再插回葉片框架210。葉片框架210被固定在窗框100上，內(nèi)設(shè)滑槽軌道211用以與滑槽溝道224對齊，葉片框架210下端通過卡扣與內(nèi)芯220固定，固定方式參考保鮮杯蓋。

石棉防塵條A設(shè)置在滑槽溝道224與滑槽軌道211之間，以防止pm2.5通過滑槽溝道224與滑槽軌道211之間的縫隙進入室內(nèi)，同時能減少拆卸時部件間的摩擦損耗，延長使用壽命。左側(cè)與右側(cè)對稱。

各個葉片200在打開或關(guān)閉時不互相影響，葉片框架210的上下具有傾斜角度。

更換濾芯材料222時，應(yīng)打開卡扣，從葉片外框210中抽出內(nèi)芯220，取下內(nèi)芯220上的蓋子221并更換過濾材料222。內(nèi)芯框架223的中空部分用于放置過濾材料222。

過濾材料222分為初效過濾棉和HPEA濾網(wǎng)兩種。其中初效過濾棉放置在與室外空氣接觸的一側(cè)，HPEA濾網(wǎng)放置在室內(nèi)一側(cè)。

葉片200的聯(lián)動依靠步進電機410和聯(lián)動軸310，其中步進電機410安放在窗框100的下側(cè)，并使聯(lián)動軸310上的錐形齒輪C與聯(lián)動軸310上相應(yīng)位置的錐形齒輪C咬合；聯(lián)動軸310安放在玻璃窗打開的方向的窗框100內(nèi)，為了容納步進電機410和聯(lián)動軸310，窗框100的相應(yīng)位置作微調(diào)。當步進電機410轉(zhuǎn)動時，電機軸上的錐形齒輪C將帶動聯(lián)動軸310轉(zhuǎn)動，聯(lián)動軸310又通過錐形齒輪C帶動五個葉片200轉(zhuǎn)動。為減小葉片200和聯(lián)動軸310與窗框100間的摩擦阻力，用薄壁軸承B進行連接。

電路400包括超聲傳感器440、pm傳感器420、步進電機410、51單片機430，步進電機410與51單片機430連接，51單片機430分別與超聲傳感器440和pm傳感器420連接。超聲傳感器440用于監(jiān)測過濾窗外側(cè)是否有玻璃窗，防止在過濾窗外側(cè)有障礙的情況下葉片200打開，致使部件損壞；pm傳感器用于實時監(jiān)測pm數(shù)值，當電源開啟、超聲傳感器440未監(jiān)測到障礙時，若室外空氣中pm2.5含量未超標，則pm傳感器420傳輸數(shù)據(jù)，步進電機410接收信號轉(zhuǎn)動，使葉片200打開，室內(nèi)外空氣得以流通。若pm2.5含量超標，步進電機410轉(zhuǎn)回或保持在最初位置，葉片200關(guān)閉，室外空氣進入室內(nèi)將通過過濾材料222得到凈化。

超聲傳感器440應(yīng)安放在玻璃窗的角部，因內(nèi)部部件占據(jù)空間，障礙傳感器一側(cè)的窗框右邊框會寬于正常窗框，所以當用戶打開玻璃窗，使用過濾窗時，玻璃窗的邊框并不會遮擋住超聲傳感器440。以超聲傳感器440所在位置作一縱軸，軸右側(cè)的障礙即玻璃窗并不會對葉片開閉構(gòu)成影響。

如用戶在葉片200開啟時，關(guān)閉玻璃窗，故設(shè)置一擋光插片，通過遮擋障礙傳感器使葉片200強制關(guān)閉，在功能表中已考慮到該功能。

為促進空氣流通，在葉片200上添加排風扇，排風扇在葉片打開時關(guān)閉，在葉片200閉合時開啟以促進室外空氣進入室內(nèi)。

本發(fā)明的創(chuàng)新點包括如下：第一、將傳統(tǒng)過濾器形式改為家庭窗式過濾。第二、過濾材料在葉片上的百葉窗式設(shè)計。第三、通過pm傳感器自動化開閉。

附圖說明

圖1為結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為葉片開啟狀態(tài)下的智能窗。

圖3為葉片結(jié)構(gòu)概覽。

圖4為葉片滑槽、滑軌俯視圖。

圖5為葉片的左視圖。

圖6為內(nèi)芯框三視圖。

圖7為內(nèi)芯關(guān)系圖。

圖8為葉片聯(lián)動圖解。

圖9為邏輯關(guān)系功能表。

圖10為硬件連接關(guān)系圖。

圖11為傳感器位置三視圖。

圖12為擋光插片示意圖。

圖13為葉片風扇示意圖。

具體實施方式

如圖1-13所示，一種通過監(jiān)測空氣質(zhì)量自動開閉的霧霾過濾窗，該霧霾過濾窗包括窗框100、葉片200、聯(lián)動部分300、電路400，葉片200安裝在窗框100上，聯(lián)動部分300安裝在窗框100上，電路400通過聯(lián)動部分300控制葉片200；其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

該智能窗用以取代普通的家用紗窗，如圖2所示，為了盡可能減少開啟時的空間占據(jù)影響，將其設(shè)計成百葉窗的樣式，為了盡可能減輕邊框占用過濾面積的問題。為了盡可能增大過濾材料占用的作用面積、減少葉片打開時的左視方向空間占據(jù)，葉片設(shè)置五片為宜。

葉片200并列布置并呈百葉窗樣式，當需要工作時，葉片200閉合隔絕室外空氣，反之打開。為杜絕pm2.5從縫隙進入，需在縫隙處安裝石棉防塵條A。葉片200的轉(zhuǎn)動由步進電機410帶動主軸聯(lián)動，葉片200的轉(zhuǎn)動角度為40°，使葉片200轉(zhuǎn)動后平行于春秋分日正午太陽高度角，最大化的減少非閉合狀態(tài)下對日光的遮蔽。

葉片200為插槽式結(jié)構(gòu)，葉片200包括葉片外框210和內(nèi)芯220兩部分，內(nèi)芯220內(nèi)設(shè)有過濾材料222；為方便更換內(nèi)芯220中的過濾材料222，內(nèi)芯220放置在葉片外框210內(nèi)，外側(cè)設(shè)有滑槽溝道224以供安放時對正。更換過濾材料222時只需打開卡扣取出內(nèi)芯220，更換，再插回葉片框架210。葉片框架210被固定在窗框100上，內(nèi)設(shè)滑槽軌道211用以與滑槽溝道224對齊，葉片框架210下端通過卡扣與內(nèi)芯220固定，固定方式參考保鮮杯蓋。

滑槽部分俯視圖如圖4所示，其中，石棉防塵條設(shè)置在滑槽溝道與滑槽軌道211之間，以防止pm2.5通過滑槽溝道224與滑槽軌道211之間的縫隙進入室內(nèi)，同時能減少拆卸時部件間的摩擦損耗，延長使用壽命。左側(cè)與右側(cè)對稱。

各個葉片200在打開或關(guān)閉時不互相影響，葉片框架210的上下具有傾斜角度。葉片200的左視圖如圖5所示，圖5中顯示了傾斜方向、角度及轉(zhuǎn)動方向。其中，轉(zhuǎn)動角度可根據(jù)實際窗框規(guī)格產(chǎn)生變化。

更換濾芯材料222時，應(yīng)打開卡扣，從葉片外框210中抽出內(nèi)芯220，取下內(nèi)芯220上的蓋子221并更換過濾材料222。內(nèi)芯框架223的三視圖如圖6所示，中空的部分用于放置過濾材料222。

過濾材料222分為初效過濾棉和HPEA濾網(wǎng)兩種。其中初效過濾棉放置在與室外空氣接觸的一側(cè)，HPEA濾網(wǎng)放置在室內(nèi)一側(cè)。

葉片200的聯(lián)動依靠步進電機410和聯(lián)動軸310，其中步進電機410安放在窗框100的下側(cè)，并使聯(lián)動軸310上的錐形齒輪C與聯(lián)動軸310上相應(yīng)位置的錐形齒輪C咬合；聯(lián)動軸310安放在玻璃窗打開的方向的窗框100內(nèi)，為了容納步進電機410和聯(lián)動軸310，窗框100的相應(yīng)位置作微調(diào)。當步進電機410轉(zhuǎn)動時，電機軸上的錐形齒輪C將帶動聯(lián)動軸310轉(zhuǎn)動，聯(lián)動軸310又通過錐形齒輪C帶動五個葉片200轉(zhuǎn)動。為減小葉片200和聯(lián)動軸310與窗框100間的摩擦阻力，用薄壁軸承B進行連接。

電路400包括超聲傳感器440、pm傳感器420、步進電機410。超聲傳感器440用于監(jiān)測過濾窗外側(cè)是否有玻璃窗，防止在過濾窗外側(cè)有障礙的情況下葉片200打開，致使部件損壞；pm傳感器用于實時監(jiān)測pm數(shù)值，當電源開啟、超聲傳感器440未監(jiān)測到障礙時，若室外空氣中pm2.5含量未超標，則pm傳感器420傳輸數(shù)據(jù)，步進電機410接收信號轉(zhuǎn)動，使葉片200打開，室內(nèi)外空氣得以流通。若pm2.5含量超標，步進電機410轉(zhuǎn)回或保持在最初位置，葉片200關(guān)閉，室外空氣進入室內(nèi)將通過過濾材料222得到凈化。

障礙傳感器440應(yīng)安放在玻璃窗的角部，如圖11所示位置，因內(nèi)部部件占據(jù)空間，障礙傳感器440一側(cè)的窗框右邊框會寬于正常窗框，所以當用戶打開玻璃窗，使用過濾窗時，玻璃窗的邊框并不會遮擋住障礙傳感器。以障礙傳感器440所在位置作一縱軸，軸右側(cè)的障礙即玻璃窗并不會對葉片開閉構(gòu)成影響。

如用戶在葉片200開啟時，關(guān)閉玻璃窗，故設(shè)置一擋光插片，通過遮擋障礙傳感器使葉片200強制關(guān)閉，在功能表圖9中已考慮到該功能。擋光插片位置如圖12所示。

為促進空氣流通，在葉片200上添加排風扇，排風扇在葉片打開時關(guān)閉，在葉片200閉合時開啟以促進室外空氣進入室內(nèi)。