一种空气污染清除装置及其应用

一种空气污染清除装置及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种制造局部降温的装置及其应用，特别是通过降低局部气温，与周 围空气形成温差的空气污染清除装置。
【背景技术】
[0002] 空气污染的日益加剧是摆在人们面前一亟待解决的重要任务。污染的来源包括悬 浮粒子，如汽油、柴油等燃料燃烧、垃圾焚化、建筑、金属冶炼等；二氧化硫（S02)，如以煤炭 及石油作燃料的熔炉、金属冶炼等；一氧化碳（C0)，主要由汽车排出；二氧化碳，如生活和 燃料燃烧释放的二氧化碳；各类碳氢化合物，由多种工业的工序产生，如干洗、工业涂料蒸 发、工业制品清洗等；氟氯碳化物，如作为冷却剂用於冷气系统及冰箱，作为发泡剂用以制 造发泡胶，作为喷雾剂的喷射物质，作为溶剂清洁电路板及电脑配件等。空气污染可显著影 响人类和其他生物的健康，多种疾病与环境污染有关，如呼吸系统疾病、血液系统疾病、癌 症、心血管系统疾病等。空气中二氧化硫及氮化合物会产生酸雨，影响植物的生长及土壤里 的矿物质。空气中氟氯碳化物可破坏臭氧层。大气中二氧化碳的浓度逐年增加，以致可能 引起"温室效应"，使地球的气温上升。空气中悬浮粒子增加能影响能见度。局部空气中污 染物的积累取决于三个条件：风速、地形和污染物的产生速度。城市的污染物产生速度显著 大于乡村。城市还有所谓"热岛效应（Heatislandeffect),即把城市区域看成是一个温 热的岛崎，其温度比周围高，湿度比周围低，风速比周围小，因此其污染物的排放速度明显 低于周围环境，使城市的污染程度明显大于乡村。在一些污染严重的大城市，人们常在下雨 或刮风后才能见到蓝色的天空。因此降低城市空气污染，除严格控制污染物的产生及排放 外，设法制造或加快空气流动，增加空气中污染物的清除速度，可产生显著的污染环境改善 效果。

【发明内容】

[0003] 本发明的目的是提供一种能加快局部空气流动速度并破坏逆温层，以清除空气污 染的装置及其应用，特别适用于局部环境中，如一城市上空的空气污染的清除。
[0004] 为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案： 本发明为一种降低局部气温，与周围空气形成温差的空气污染清除装置，具有如下特 征：1)包含有局部空气制冷装置；2)冷空气排放口的垂直高度位于距地面5-1000米的任意 空间。
[0005] 所述的局部空气制冷装置为虹吸制冷结构，包括接近地面的近地端和位于空中的 远地端的虹吸管道结构的气体或液体流动装置，有近地端的热交换装置和远地端的冷交换 装置。所述的局部空气制冷装置为制冷剂介导的制冷结构，包括制冷剂储存器，制冷剂传输 装置和制冷剂喷洒装置，制冷剂为液氮。
[0006] 所述的流动装置为由气体介导时具有下列结构特征： 1)呈立式两端开口并且开口端向上呈开放式管道结构的气体流动装置； 2 )分为入口、降支、底段、升支和出口，其中入口和出口位于远地端，底段位于近地端； 3) 升支近地端内装有热交换装置，出口和入口之间的冷空气为冷交换结构； 4) 入口、降支、底段、升支和出口的外壁及热交换装置输出管道外壁由隔热材料构成； 5 )热交换装置输入管道安装有推动气体在热交换装置内流动的驱动装置。
[0007] -呈两端开口并且开口端向上呈开放式管道结构的气体或液体流动装置（简称 流动装置），两开口端与外界空气相通。流动装置包括入口、降支、底段、升支、出口和冷空 气。流动装置入口为外界冷空气进入流动装置的开口，与开口相连接的是降支，即流动装 置的气流下降侧，与降支相对应的另一侧是流动装置的升支，即流动装置的气流上升侧，向 上连接的是流动装置出口，气流通过出口进入外界空气；降支与升支底部由流动装置的底 段密闭相连接。其中升支内装有热交换装置，热交换装置的入口与待冷却气体或液体的输 入管道相连，出口与制冷后气体或液体的输出管道相连。流动装置的降支、底段、升支和待 冷却气体或液体的输出管道的外壁均为隔热结构。与升支内的热交换装置相连的输入管道 接有推动气体或液体在热交换装置内流动的驱动装置。当与升支内的热交换装置相连的气 体或液体流动驱动装置开启时，热气体或液体经热交换装置输入管道进入热交换装置与经 流动装置入口、降支、底段，而进入升支，与来自于高空的冷空气进行热量交换，制冷，冷却 后的气体或液体经输出管道输出。由于流动装置升支内的热量交换，使升支内的空气温度 升高，结果降支和升支之间形成温差，热气上升，从而驱动流动装置内的气体经流动装置入 口、降支、底段、升支和流动装置出口、高空冷空气之间循环流动，使降支入口和升支出口之 间形成温差，进而在降支和升支之间形成气体流动。此时使升支热交换装置周围的气温下 降，形成冷空气带，与周围的空气形成温差，周围的热空气向冷空气带流动，并带动周围空 气流动，即形成了风，进而促进环境中空气污染物的扩散，清除空气污染。
[0008] 所述的虹吸制冷结构为液体介导制冷结构，具有下列结构特征： 1) 呈闭环式管道结构的液体流动装置； 2) 分为降支、底段、升支和顶段，其中顶段位于远地端，底段位于近地端； 3) 升支近地端内装有升支热交换装置，位于远地端的顶段为热交换结构； 4) 降支、底段、升支的外壁及热交换装置输出管道外壁由隔热材料构成； 5 )升支热交换装置输入管道安装有推动气体或液体在热交换装置内流动的驱动装置。
[0009] -呈立式闭环式管道结构的液体流动装置（简称流动装置），包括降支、底段、升 支和顶段。流动装置顶段为市场常用的散热性能良好的冷交换结构，与降支密闭相连接， 即流动装置的液流下降侧；与降支相对应的另一侧是流动装置的升支，即流动装置的液流 上升侧，向上与流动装置的冷交换结构密闭相连接；降支与升支近地端由流动装置的底段 密闭相连接，其中升支内装有热交换装置，热交换装置的入口与待冷却气体或液体的输入 管道相连，出口与制冷后气体或液体的输出管道相连。流动装置的降支、底段、升支和待冷 却气体或液体的输出管道的外壁均为隔热结构。与升支内的热交换装置相连的输入管道 接有推动气体或液体在热交换装置内流动的驱动装置。当与升支内的热交换装置相连的气 体或液体流动驱动装置开启时，热气体或液体经热交换装置输入管道进入热交换装置与经 流动装置冷交换结构、降支、底段而进入升支的制冷液体进行热量交换，制冷，冷却后的气 体或液体经输出管道输出。由于流动装置升支内的热量交换，使升支内的空气温度升高，结 果降支和升支之间形成温差，热液体上升，从而驱动流动装置内的液体经流动装置降支、底 段、升支和高空冷交换结构之间循环流动。此时使升支热交换装置周围的气温下降，形成冷 空气带，与周围的空气形成温差，周围的热空气向冷空气带流动，并带动周围空气流动，即 形成了风，进而促进环境中空气污染物的扩散，清除空气污染。
[0010] 为了有效地启动高空冷空气在流动装置内循环流动，开启制冷时首先向热交换装 置内输入温度高于所述的流动装置降支内温度的气体或液体，使流动装置升支与降支之间 形成温差，从而启动升降支之间的气体或液体循环。
[0011] 为了有效地启动高空冷空气在流动装置内循环流动，在热交换装置的上方装有第 二热交换装置，在运行过程中向升支内输入温度高于地面温度的气体或液体，加大流动装 置升支与降支之间的温差，增加循环驱动力，可以提高循环效率。
[0012] 所述的流动装置的高度选择300米至10000米，优选500米至5000米，更优选1000 米至3000米。
[0013] 所述的空气污染清除装置位于待进行空气污染清除环境内，并且所述的环境是一 与周围大气相通的开放式结构。
[0014] 所述的升支热交换装置与所述的升支内的流动气体或液体为相互隔离状态，除热 量外，无气体或液体交流。热交换装置与流动装置腔内的流动气体或液体为相互隔离状态， 除热量之外，无气体或液体交流。热交换装置采用热交换性能良好的材料包括但不限于铜、 铝及其合金和热交换性能良好结构，包括但不限于管道式、叶片式、板式、微孔式、螺旋管 式。
[0015] 为了更有效地降低高空冷空气向地面流动时同地面热气的温度交换，保持其低温 状态，在流动装置的降支、底段、升支和待冷却气体或液体的输出管道外壁的隔热结构材料 包括但不限于聚乙烯保温板、玻璃纤维保温板、陶瓷纤维保温板、石棉保温板、棉花、橡塑海 绵。
[0016] 流动装置气流上升侧热交换气体腔内装有的热交换装置包含有一个或多个待制 冷的热气体或热液体的入口和一个或多个冷却气体或冷却液体的出口，并通过管道与制冷 终端相连。
[0017] 热交换装置与推动待进行热交换的气体或液体流动的推动装置相连。所述的推动 装置，其能量来源为太阳能、风能、电能、机械能、热能等。为了节约能量，降低使用成本，其 能量来源优选风能和太阳能，其次为电能、机械能、热能等。
[0018] 所述的制冷剂介导的制冷结构中制冷剂储存器为大型的液氮储藏罐，制冷剂传输 装置为液氮储藏罐至制冷剂喷 洒装置的连接结构，冷剂喷洒装置为喷射液氮并使其迅速气 化的喷射结构。制冷剂介导的制冷结构可以为车辆式的低空或高空液氮喷洒结构，喷洒高 度可以控制。也可以采用直升飞机或气球式结构运送至空中喷洒，其结果也可使局部降温， 形成局部冷空气带，与周围空气形成温差，破坏逆温层，周围的热冷空气带流动，形成了风， 进而促进环境中空气污染物的扩散，清除空气污染。
[0019] 空气逆温现象是一种不同于常态的空气温度随着高度增加而降低的逆向变化现 象，即空气温度随高度而增加，受逆温现象影响的一段垂直厚度大气称为逆温层。逆温层的 出现主要是空气下沉，绝热增温所引起，其厚度大约几百至1千米左右。受逆温层影响的地 区，大气都趋於稳定，对流不易发生，引致地面风力微弱，空气中的悬浮粒子聚积而不易扩 散，使空气的能见度降低，出现雾霾及其它空气污染的表象。逆温的类型有辐射逆温、下沉 逆温、湍流逆温、平流逆温和锋面逆温。破坏逆温现象可加速空气污染的清除。其高度一般 在1000米以下，因此，本发明空气制冷的排放位置高度选择5-1000米，优选10-500米，更 优选30-300米的空中。在实际使用中可通过检测确定逆温层的位置对冷气排放部位随时 进行调整。这样可以有效破坏逆温层，加速污染空气的排放。
[0020] 所述的空气污染清除装置在开发环境中空气污染清除装备中的应用。
[0021] 有益效果 雾霾，也包括其它空气污染的形成包括三方面的因素，即空气中污染物的增加，垂直方 向出现逆温(温度随高度增加)，在水平方向静风现象增多，这样造成了污染物在空气中不 能有效清除，使其聚集，悬浮物大量增加，直接导致了能见度降低。其中控制空气中污染物 的增加为治本，改变另外两个因素则可促进空气污染物的清除，即为治标。治标的解决方法 可以通过消除垂直方向的逆温和增加水平方向的空气流动得以实现。众所周知，有温差就 有空气流动，消除逆温就可加速扩散，所以在空气污染环境的某一部位降温就可实现上述 目的。众所周知，空气温度随着高度增加而降低，万米高空的温度接近零下60 °C，即每升高 1000米空气温度下降6 °C，这种温差变化不受地面温度的影响。无论冬天还是夏天，温差 都存在。因此，本项目采用简单的虹吸原理及有效地隔热措施和热不平衡驱动原理，使地面 的热能和高空的冷能进行交换，以降低近地或逆温层某一部位空气温度，进而驱动空气污 染的清除。为了达到有效的制冷效果，结构的高度应在1500米以上。在具体筹建时建成制 冷、商业、游乐为一体的商业结构区，这样既保证了高架结构构建时的可行性和稳定性，同 时又保证了结构建成后不仅可以作为空气污染清除装置，同时也可以作为便于经营的商业 运作实体，达到不仅不增加运作成本，同时可以创收的目的。采用液氮等制冷剂也可以达到 同样的效果，但其成本将远高于虹吸制冷装置。我们的几平米到几十平米的局部制冷实验， 使空气污染物的清除速度提高十倍以上。如模拟雾霾的主要形成因素一逆温实验，使清除 效率提高百倍以上。本技术具有重要的实用价值和良好的社会意义和市场前景。
[0022] 下面结合附图对本发明的实施例做进一步说明。
【附图说明】
[0023] 图1本发明以液体为介质的隔热处理循环实验结构示意图。
[0024] 图2为本发明以气体为介质的隔热处理循环实验结构示意图。
[0025] 图3为本发明以气体为介质的液氮制冷隔热处理循环实验结构示意图。
【具体实施方式】
[0026] 实施例一、本发明结构模型的制作： 如图1所示，本发明为一U形结构，包括U形结构降支1、底段2、升支3和冷交换器4、 流动空气5。其中升支3内装有热交换装置6并与待冷却气体或液体的输入管道7和输出 管道8相连，降支1、底段2、升支3和待冷却气体或液体的输出管道8的外壁12均为隔热 结构，降支1和升支3位于待清除污染环境内。与热交换装置6相连的输入管道7接有气 体或液体流动驱动装置9。当气体或液体流动驱动装置9开启时，热气体或液体经输入管道 7进入热交换装置6与经U形管降支1、底段2,进入升支3的高空冷空气5进行热量交换制 冷，然后经输出管道8送至制冷终端10。由于U形管升支3内的热量交换，降支1和升支3 之间形成温差，驱动U形管内的气体或液体经U形管降支1、底段2、升支3和冷交换器4之 间循环流动，并与高空冷气流5交流（图1)。
[0027] 实施例二、本发明以液体为介质的循环实验： 1)实验材料：塑料管、保温垫、螺旋状金属散热管、水泵、温度计、冰块、实验支架、水槽。
[0028] 2)实验装置的制备： 制备高10米实验支架，将长9米、外径25厘米的U形PVC塑料管固定于实验支架上，U形管外用保温垫包裹。在U形塑料管上升段内腔的底端安装螺旋状金属散热管。将散热管 的底部端口通过管道与水泵的出水口相连，散热管的顶部端口通过管道与下水池相连。U形 塑料管上端的两个开口与螺旋状金属散热管相连接，螺旋状金属散热管置于同一水槽内， 水槽内盛有水。U形塑料管装满经室温平衡的水。启动水泵并控制其流速，观察并记录当顶 部水槽内盛有经冰块冷却的水后，螺旋状金属散热管入口处和出口处的水的温度（图1)。
[0029] 3)实验结果： 首先加热螺旋状金属散热管水泵入水至45 °C，顶部水槽内装冰块和水，启动水泵，可 见U形管道内水循环流动，10分钟后，将水泵入水改为室温平衡的水（25°C)，仍然可见U形 管道内水循环流动，此时螺旋状金属散热管入水口温度为25°C，出水口温度为6°C。本发明 技术可以降低出水口温度，具有制冷作用。
[0030] 实施例三、本发明以气体为介质的循环实验： 1)实验材料：塑料管、保温垫、叶片状散热器、风扇、温度计、干冰块、实验支架、塑料箱。
[0031] 2)实验装置的制备：制备高5米实验支架，将长5. 5米、外径50厘米的塑料管以 U形状固定于实验支架上，使其高度为5米，塑料管外加装保温垫。在U形塑料管上升段内 腔距试验台2米处的位置安装叶片状散热器。将叶片状散热器的底部端口通过管道与风扇 的出风口相连，叶片状散热器的顶部端口通过管道与外界相连。U形塑料管上端的两个开口 与同一呈部分开放式塑料气体箱相连通，塑料箱内盛有干冰块。U形塑料管装满未经干冰制 冷的空气。启动风扇并控制其风速，观察并记录当顶部塑料箱内盛有经干冰制冷的空气后， 叶片状散热器入口处和出口处的空气的温度，并于顶部塑料箱内盛有未经干冰制冷的空气 比较（图2)。
[0032] 3)实验结果：顶部部分开放式塑料气体箱内盛装干冰，启动风扇，用电吹风加热风 扇空气入口，经叶片装散热器使升支空气加温，可见U形管内出现气体流动，5分钟后停止 向电风扇加热，仍可见U形管内出现气体流动。检测叶片状散热器入风口温度为28°C，出风 口温度为8°C。本发明技术可以降低出风口温度，具有制冷作用。
[0033]实施例四、本发明以气体为介质的隔热处理循环实验： 1)实验材料：聚乙烯保温板、铜质螺旋管状散热器、离心电风扇、温度计、液氮、实验支 架、泡沫塑料保温箱，家用电热吹风器。
[0034] 2)实验装置的制备：选择高20米高实验支架，采用聚乙烯保温板制备长20米、外 径68厘米的圆管两根，固定于实验支架上，使其高度为20米，底部采用聚乙烯保温相连，形 成20米高的U形管。在U形管上升段内腔距U形管底部2米处的位置安装铜质螺旋管状 散热器。将散热器的一端端口通过管道于两台排风量为600立方米/小时离心电风扇的出 风口相连，散热器的另一端端口通过管道与外界相连。U形管上端的两个开口与同一呈开放 式泡沫塑料保温箱相连通，通过向泡沫塑料保温箱内加入液氮使其空气温度降低。实验未 启动时U形管内空气温度与环境温度相同（图3)。
[0035] 3)实验方法与结果：实验启动时记录环境温度为20°C，向位于顶部的泡沫塑料保 温箱内加入液氮，使箱内的温度下降。启动风扇并用家用电热吹风器向离心电风扇入风口 处吹入热风，观察顶部与泡沫塑料保温箱相连的U形管入口和出口空气的流向，当出现冷 空气经U形管入口向U形管降支流动时，记录两侧的温度为U形管上升段出口 23°C，U形管 下降段入口 15°C。立即停止用家用电热吹风器向离心电风扇入风口处吹入热风，保持风扇 运行。风扇运行15分钟时，观察并记录温度为U形管上升段出口 15. 5°C，U形管下降段入 口 3°C，U形管底部7.5°C，离心电风扇入风口 20°C，铜质螺旋管状散热器出风口 11°C。风 扇运行30分钟时，观察并记录温度为U形管上升段出口 10.5°C，U形管下降段入口 0°C，U 形管底部4°C，离心电风扇入风口 20°C，铜质螺旋管状散热器出风口 6. 5°C。风扇运行60分 钟时的结果与30分钟相似，铜质螺旋管状散热器出风口温度为6°C。风扇运行期间顶部泡 沫塑料保温箱一直装有液氮。本发明技术可以降低出风口温度，具有制冷作用。
[0036] 实施例五、本发明隔热材料的保温 实验： 1)实验材料：聚乙烯保温板、玻璃纤维保温板、陶瓷纤维保温板、石棉保温板、棉花、市 售塑料密封袋、热水。
[0037] 2)实验方法与结果：将上述保温材料分别制成袋状，向袋内套入市售塑料密封袋， 插入温度计，加热水至75°C，快速向每一袋内加入150克热水，迅速封口，记录温度和时间。 以没有保温套的市售塑料密封袋为对照。室温为21°C。结果见表1。
[0038] 表1、不同保温材料的保温效果（°C)
实施例六、本发明局部制冷介导的空气污染清除实验： 1)实验材料：直径2米高3米不锈钢桶，直径10cm高50cm不锈钢小桶，液氮、温度计、 有色气体、粉尘。
[0039] 2)实验装置的制备：将不锈钢小桶悬吊在不锈钢桶的中央，不锈钢桶底部内侧架 设温度计。
[0040] 3)实验方法与结果：观察并记录温度计温度为18 °C，对照实验向不锈钢桶内加入 有色气体或粉尘，观察并记录有色气体或粉尘清除时间；本发明实验向不锈钢桶内加入有 色气体或粉尘，再向不锈钢小桶内加入液氮，可见不锈钢小桶底部出现向下气流，观察并记 录有色气体或粉尘清除时间，本发明技术可显著加快污染物清楚速度(结果见表2)。
[0041] 表2、本发明局部制冷对有色气体和粉尘污染消除的影响
注 ** 为p〈0. 01 实施例七、本发明流动气体介导的空气污染清除实验： 1)实验材料：PVC管、加热电灯泡、实验支架、塑料盆，有色气体、粉尘。
[0042] 2)实验装置的制备：选择高2米高实验支架，采用PVC管制备长2米、外径20厘 米的圆管两根，固定于实验支架上，使其高度为2米，底部采用长2米的PVC管相连，形成2 米高的U形管。在U形管上升段内腔距U形管底部20厘米处的位置150W加热电灯泡。U 形管底部放置一敞口塑料盆。U形管位于敞口塑料盆两侧。U形管上端的两个开口与敞口 塑料盆处于同一开放空间。通过向敞口塑料盆内加入有色气体或粉尘进行空气污染模拟实 验。实验未启动时U形管内空气温度与环境温度相同。
[0043] 3)实验方法与结果：实验在室内进行，室温为19°C。实验开始时向位于在U形管 上升段内腔的150W加热电灯泡通电，加热。向位于U形管底部的敞口塑料盆内加入有色气 体或粉尘，视觉观察并记录有色气体或粉尘从加入至消除的时间。以同一装置不进行向位 于在U形管上升段内腔的150W加热电灯泡通电加热时的有色气体或粉尘从加入至消除的 时间作为对照。结果当向位于在U形管上升段内腔的150W加热电灯泡通电加热时，U形管 两端出现由不加热端向加热端的气体流动。当向位于U形管底部的敞口塑料盆内加入有色 气体或粉尘时，通电加热所致的气体流动可明显加速敞口塑料盆内有色气体或粉尘的消除 (结果见表3)。
[0044] 表3、流动宇气对有饵气休和粉伞污染消除的影晌
注** 为p〈0. 01 实施例八、本发明液氮降温的空气污染清除实验： 1)实验材料：空置房间、液氮、温度计、风速仪、有色气体、粉尘。
[0045] 2)实验装置的制备：选择500平米空置房间，层高5米，打开同侧和对侧的各一扇 窗户，在同侧窗户上安装风速仪，在房屋的中央放置支架，支架上放置不锈钢盆，取剩有液 氮的液氮罐，将温度计安放在距不锈钢盆下方1米处。
[0046] 3)实验方法与结果：选择晴朗无风的天气，气温为19°C，打开同侧和对侧的各一 扇窗户，观察安装在窗户上的风速仪至风速与室外的风速平衡，为〇. 2米/秒。室内加入有 色气体或粉尘，视觉观察并记录有色气体或粉尘从加入至消除的时间。然后向不锈钢盆灌 装液氮，使温度计显示温度在4_9°C，观察并记录安装在窗户上的风速仪，5分钟时的风速 为1. 1米/秒，10分钟的风速为1. 5米/秒，15分钟的风速为1. 55米/秒，20分钟的风速 为1. 5米/秒。然后加入有色气体或粉尘，视觉观察并记录有色气体或粉尘从加入至消除 的时间（结果见表4)。
[0047] 表4、局部冷空气对有色气体和粉尘污染消除的影响
注 ** 为p〈0. 01 实施例九、本发明模拟逆温环境下的空气污染清除实验： 1)实验材料：直径2米高3米不锈钢桶、直接2. 5米不锈钢托盘，直径10cm高50cm不 锈钢小桶，液氮、温度计、有色气体、粉尘。
[0048] 2)实验装置的制备：将不锈钢桶放置在不锈钢托盘上，将不锈钢小桶悬吊在不锈 钢桶的中央，不锈钢桶底部内侧架设温度计。
[0049] 3)实验方法与结果：观察并记录温度计温度为18 °C，向不锈钢托盘内加入少量液 氮，观察并记录温度计温度至4-8 °C，此时检测不锈钢桶上缘的温度为16 °C，向不锈钢桶 内加入有色气体或粉尘，观察并记录有色气体或粉尘清除时间2小时作为对照实验，然后 撤掉不锈钢托盘，向不锈钢小桶内加入液氮，可见不锈钢小桶底部出现向下气流，观察并记 录有色气体或粉尘清除时间，为本发明实验，本发明技术可显著加快污染物清楚速度(结果 见表5)。
[0050] 表5、模拟逆温环境下本发明对有色气体和粉尘污染消除的影响 注**为p〈0.1)丄。
【主权项】
1. 一种降低局部气温，与周围空气形成温差的空气污染清除装置，具有如下特征： 1) 包含有局部空气制冷装置； 2) 冷空气排放口的垂直高度位于距地面5-1000米的任意空间。2. 根据权利要求1所述的空气污染清除装置，所述的局部空气制冷装置为虹吸制冷结 构，包括接近地面的近地端和位于空中的远地端的虹吸管道结构的气体或液体流动装置， 有近地端的热交换装置和远地端的冷交换装置。3. 根据权利要求1所述的空气污染清除装置，所述的局部空气制冷装置为制冷剂介导 的制冷结构，包括制冷剂储存器，制冷剂传输装置和制冷剂喷洒装置，制冷剂为液氮。4. 根据权利要求2所述的空气污染清除装置，所述的虹吸制冷结构为气体介导的制冷 结构，具有下列结构特征： 1)呈两端开口并且开口端向上呈开放式管道结构的气体流动装置； 2 )分为入口、降支、底段、升支和出口，其中入口和出口位于远地端，底段位于近地端； 3) 升支近地端内装有升支热交换装置； 4) 入口、降支、底段、升支和出口的外壁及热交换装置输出管道外壁由隔热材料构成； 5 )升支热交换装置输入管道安装有推动气体或液体在热交换装置内流动的驱动装置。5. 根据权利要求2所述的空气污染清除装置，所述的虹吸制冷结构为液体介导的制冷 结构，具有下列结构特征： 1) 呈闭环式管道结构的液体流动装置； 2) 分为降支、底段、升支和顶段，其中顶段位于远地端，底段位于近地端； 3) 升支近地端内装有升支热交换装置，位于远地端的顶段为冷交换结构； 4) 降支、底段、升支的外壁及热交换装置输出管道外壁由隔热材料构成； 5 )升支热交换装置输入管道安装有推动气体或液体在热交换装置内流动的驱动装置。6. 根据权利要求2或4或5所述的空气污染清除装置，其特征在于：开启制冷时首先 向热交换装置内输入温度高于所述的流动装置降支内温度的气体或液体，使流动装置升支 与降支之间形成温差，启动循环。7. 根据权利要求2或4或5所述的空气污染清除装置，其特征在于：在热交换装置的 上方装有第二热交换装置，向升支内输入温度高于地面温度的气体或液体，加大流动装置 升支与降支之间的温差，增加循环驱动力。8. 根据权利要求2或4或5所述的空气污染清除装置，其构建高度选择300米至10000 米，优选500米至5000米，更优选1000米至3000米。9. 根据权利要求2或4或5或6或7或8所述的空气污染清除装置，其特征在于：所 述的升支热交换装置与所述的升支内的流动气体或液体为相互隔离状态，除热量外，无气 体或液体交流。10. 根据权利要求1-9所述的任一空气污染清除装置，其特征在于：所述的冷空气排放 口的垂直高度选择5-1000米，优选10-500米，更优选30-300米，并可实时检测逆温层的部 位随时对所述的冷空气排放口的垂直高度进行调整。11. 权利要求1-9所述的任一空气污染清除装置在开发环境中空气污染清除装备中的 应用。
【专利摘要】本发明的目的是提供一种通过降低局部气温，与周围空气形成温差的空气污染清除装置，包括虹吸制冷装置和制冷剂介导的制冷装置。虹吸制冷装置呈立式两端开口并且开口端向上呈开放式管道结构的气体流动装置和立式闭环式管道结构的液体流动装置。制冷剂介导的制冷装置为液氮制冷装。本发明具有结构简单、使用方便、且具有有效的局部空气污染清除作用等特点，适用于城市等局部环境下空气污染的清除，具有良好的应用前景。
【IPC分类】F25D3/10, F28C3/02
【公开号】CN104896823
【申请号】CN201410082528
【发明人】刘凤鸣
【申请人】北京康华源科技发展有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2014年3月8日