Способ обогащения воздуха кислородом в кузове транспортного средства и установка для его осуществления

 

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано для обогащения кислородом воздуха, находящегося в кузове транспортного средства, преимущественно в салоне автомобиля. Сущность изобретения: установка для обогащения воздуха кислородом в салоне автомобиля содержит нагнетатель, выполненный в виде вентилятора 1, соединенный магистралями 2 с патрубком 3 для забора воздуха, газораспределителем 4, регенератором 5 с окислителем для взаимодействия с двуокисью углерода воздуха, байпасной линией 8 и сообщенным с салоном автомобиля выходным патрубком 9. Окислитель регенератора для взаимодействия с двуокисью углерода воздуха представляет собой перекисные соединения щелочных металлов, преимущественно надперекись калия КО₂, или надперекись натрия NaO₂, или надперекись лития LiО₂, или озонид калия К₂О₃. Газораспределитель 4 выполнен с впускным 10 и двумя выпускными патрубками 11 и 12 для разделения потоков воздуха между последними, при этом один из выпускных патрубков газораспределителя 4 сообщен с регенератором 5, а другой с байпасной линией 8, которая сообщена с выходом регенератора и выходным патрубком 9. Патрубок 3 для забора воздуха сообщен с салоном автомобиля, а установка снабжена по меньшей мере одним фильтром 7, установленным на выходе регенератора. Предложенной установкой реализуется способ обогащения воздуха кислородом в салоне автомобиля. 2 с. и 10 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано для обогащения кислородом воздуха, находящегося в кузове транспортных средств, а именно в салоне автомобиля.

Известна установка, осуществляющая способ обогащения воздуха кислородом в кузове транспортного средства, заключающийся в том, что воздух подают в кузов транспортного средства с предварительной его нейтрализацией путем взаимодействия воздуха с окислителем регенератора (авт.св. СССР N 770859, В 60 Н 3/06, 1980).

Недостатком известного способа обработки воздуха в кузове транспортного средства является отсутствие возможности получения в результате его осуществления качественного состава воздуха и недостаточно эффективное снижение концентрации токсичных веществ в воздухе. Это объясняется тем, что поскольку подаваемый из атмосферы воздух может быть сильно загрязнен, то очищать воздух из атмосферы с помощью известного способа не только не эффективно, но и нецелесообразно, так как количество вредных примесей может быть очень разнообразно, как по концентрации, так и по составу и, следовательно, известным способом их устранить не возможно, а регенерация воздуха посредством известного способа не предусмотрена.

Техническим результатом изобретения является обеспечение качественного состава воздуха путем циркуляционной регенерации воздуха в салоне автомобиля.

Технический результат достигается тем, что в способе обогащения воздуха кислородом в кузове транспортного средства, преимущественно в салоне автомобиля, воздух подают в салон автомобиля с предварительной его нейтрализацией путем взаимодействия воздуха с окислителем регенератора, забор воздуха осуществляют из салона автомобиля, затем подают воздух с находящейся в нем двуокисью углерода и влагой в регенератор для осуществления восстановления кислорода из находящейся в воздухе двуокиси углерода путем взаимодействия указанной двуокиси углерода и влаги, находящихся в воздухе, с окислителем регенератора, который представляет собой перекисные соединения щелочных металлов, после чего пропускают полученную в результате взаимодействия указанных химических веществ газовоздушную смесь через фильтр, причем поток воздуха перед регенерацией разделяют на два воздушных потока, объем потока воздуха, направляемого в регенератор, регулируют в зависимости от содержания в нем двуокиси углерода, а другой поток подают в салон автомобиля.

Технический результат достигается тем, что перекисные соединения щелочных металлов представляют собой надперекись калия, или натрия, или лития или озонид калия.

Технический результат достигается тем, что перед взаимодействием с окислителем регенератора подаваемый в регенератор поток воздуха частично осушают путем конденсации из него влаги.

Технический результат достигается тем, что подачу воздуха производят с помощью нагнетателя.

При проведении патентных исследований из уровня техники не выявлено техническое решение, которому присущи признаки, идентичные всем признакам предложенного изобретения, а следовательно предложенное изобретение соответствует условию патентоспособности изобретения "новизна".

Предложенное изобретение явным образом не следует из уровня техники, и, следовательно, предложенное изобретение соответствует условию патентоспособности "изобретательский уровень".

Сведений, изложенных в материалах заявки, достаточно для реализации изобретения, то есть предложенное изобретение соответствует условию патентоспособности "промышленная применимость".

Известна установка для обогащения воздуха кислородом в кузове транспортного средства, преимущественно в салоне автомобиля, содержащая нагнетатель воздуха, соединенный магистралями с патрубком для забора воздуха, газораспределителем, регенератором с окислителем для взаимодействия с воздухом, байпасной линией и сообщенным с кузовом автомобиля выходным патрубком (авт.св. СССР N 770859, В 60 Н 3/06, 1980).

Недостатком известного устройства является отсутствие возможности получения в результате его функционирования качественного состава воздуха и недостаточно эффективное снижение концентрации токсичных веществ. Это объясняется тем, что поскольку подаваемый из атмосферы воздух может быть сильно загрязнен, то очищать воздух из атмосферы с помощью известного способа не только эффективно, но и нецелесообразно, так как количество вредных примесей может быть очень разнообразно как по концентрации, так и по составу, следовательно известным устройством их устранить невозможно, а регенерация воздуха посредством известного устройства не предусмотрена.

Техническим результатом изобретения является осуществление циркуляционной регенерации воздуха в автомобиле.

Технический результат достигается тем, что в установке для обогащения воздуха кислородом в кузове транспортного средства, преимущественно в салоне автомобиля, содержащей нагнетатель воздуха, соединенный магистралями с патрубком для забора воздуха, газораспределителем, регенератором с окислителем для взаимодействия с воздухом, байпасной линией и сообщенным с салоном автомобиля выходным патрубком, окислитель регенератора представляет собой перекисные соединения щелочных металлов, а газораспределитель выполнен с впускным и двумя выпускными патрубками для разделения потоков воздуха между последними, при этом один из выпускных патрубков газораспределителя сообщен с регенератором, а другой с байпасной линией, которая сообщена с выходом регенератора и выходным патрубком, причем патрубок для забора воздуха сообщен с салоном автомобиля, а установка снабжена по меньшей мере одним фильтром установленным на выходе регенератора.

Технический результат достигается тем, что перекисные соединения щелочных металлов представляют собой надперекись калия, или натрия, или лития или озонида калия.

Технический результат достигается тем, что установка снабжена конденсатором влаги для частичного осушения воздуха, который установлен между регенератором и газораспределителем.

Технический результат достигается тем, что регенератор выполнен из двух параллельно соединенных корпусов, сообщенных своими входами с конденсатором влаги, а выходами через упомянутые фильтры с байпасной линией.

Технический результат достигается тем, что нагнетатель представляет собой вентилятор.

Технический результат достигается тем, что вентилятор воздуха связан с вентиляционной системой автомобиля.

Технический результат достигается тем, что газораспределитель включает в себя корпус с цилиндрической внутренней поверхностью и закрепленную в корпусе с возможностью поворота вокруг продольной оси заслонку для разделения потоков воздуха между выпускными патрубками в зависимости от содержания в нем двуокиси углерода.

Технический результат достигается тем, что корпус регенератора и фильтры смонтированы съемно.

При проведении патентных исследований из уровня техники не выявлено техническое решение, которому присущи признаки, идентичные всем признакам предложенного изобретения, а следовательно предложенное изобретение соответствует условию патентоспособности изобретения "новизна".

Предложенное изобретение явным образом не следует из уровня техники и, следовательно, предложенное изобретение соответствует условию патентоспособности "изобретательский уровень".

Сведений, изложенных в материалах заявки, достаточно для реализации изобретения, то есть предложенное изобретение соответствует условию патентоспособности "промышленная применимость".

На чертеже изображена схема установки для обогащения воздуха кислородом в кузове транспортного средства.

Установка, реализующая способ обогащения воздуха кислородом в кузове транспортного средства, преимущественно в салоне автомобиля, содержит нагнетатель, представляющий собой в данном случае вентилятор 1, соединенный магистралями 2 с патрубком 3 для забора воздуха из замкнутого объема салона автомобиля (воздуха, который образуется в результате жизнедеятельности пассажиров автомобиля), с газораспределителем 4, с регенератором 5 с окислителем для взаимодействия с двуокисью углерода воздуха. Регенератор может быть выполнен в виде двух параллельно соединенных корпусов, которые могут быть сообщены своими входами с конденсатором 6 влаги известной конструкции, а выходами через фильтры 7 с байпасной линией 8 и сообщенным с замкнутым объемом салона автомобиля выходным патрубком 9.

Окислитель регенератора для взаимодействия с двуокисью углерода воздуха представляет собой перекисные соединения щелочных металлов, а именно: надперекись калия (КО₂), или надперекись натрия (NaO₂), или надперекись лития (LiO₂), или озонид калия (К₂О₃), то есть для регенерации воздуха в замкнутом цикле применяют кислородсодержащие вещества щелочных металлов. Окислитель размещен в регенераторе 5, который также, как и фильтры 7, может быть смонтирован в салоне или на раме автомобиля съемно.

Конденсатор 6 влаги для осушения воздуха установлен между регенератором 5 и газораспределителем 4, который выполнен с впускным патрубком 10 и двумя выпускными патрубками 11 и 12 для разделения потоков воздуха между выпускными патрубками. При этом объем потока воздуха, направляемого в регенератор, регулируют в зависимости от содержания в нем двуокиси углерода. Выпускной патрубок 11 сообщен с конденсатором 6 влаги, а выпускной патрубок 12 с байпасной линией 8, которая сообщена с выходом регенератора 5 через фильтры 7. Вход регенератора 5 соединен с выходом конденсатора. Патрубок 3 для забора воздуха сообщен с замкнутым объемом салона автомобиля.

Установка для обогащения воздуха кислородом в салоне автомобиля может быть снабжена устройством для изменения температуры воздуха в салоне автомобиля, которое включает в себя размещенные перед газораспределителем отопительное устройство 13 и/или кондиционер 14, связанные между собой переключателем 15.

Вентилятор 1 отопительное устройство 13 связаны соответственно с вентиляционной и отопительной системами автомобиля.

Газораспределитель 4 может включать в себя корпус с цилиндрической внутренней поверхностью и закрепленную в корпусе с возможностью поворота вокруг его продольной оси заслонку 16 для разделения потоков воздуха между выпускными патрубками в зависимости от содержания в воздухе двуокиси углерода, содержание которой в воздухе наряду с содержанием находящейся в нем влаги влияет на интенсивность процесса регенерации.

Установка, реализующая способ обогащения воздуха кислородом в кузове транспортного средства, преимущественно в салоне автомобиля, работает следующим образом.

При работе установки для обогащения воздуха кислородом в салоне автомобиля используется только воздух, находящийся внутри автомобиля. При этом не допускается использование воздуха из атмосферы вне салона автомобиля, поэтому стекла и двери должны быть закрыты, образуя замкнутый объем салона автомобиля, а воздушные вентиляторы должны быть включены для забора воздуха из замкнутого объема салона автомобиля.

Системой вентиляции автомобиля выдыхаемый пассажирами воздух забирается из салона автомобиля (на чертеже не показан). При этом создается постоянный воздушный поток. В зависимости от внешних погодных условий воздух охлаждается кондиционером 14 или нагревается отопительным устройством 13. Для этого переключателем 15 подающая воздух магистраль соединяется или с кондиционером, или с отопительным устройством.

После температурной обработки воздуха, перед конденсацией из него влаги (в случае необходимости), воздушный поток направляется в газораспределитель, где его разделяют на два потока. Объем одного из потоков воздуха, а именно направляемого в регенератор, регулируют в зависимости от содержания в нем двуокиси углерода, для чего установка может быть снабжена, например датчиком для определения количества двуокиси углерода, размещенным в салоне автомобиля и электрически связанным с приводом поворота заслонки 16 (на чертеже не показано). А другой поток воздуха, не участвующий в процессе регенерации, подают в салон автомобиля.

Перед взаимодействием с окислителем регенератора производят частичное осушение воздуха (в случае необходимости) путем конденсации из него влаги, для этого через выпускной патрубок 11 поток воздуха направляют в конденсатор 6. Частичное осушение воздуха требуется для обеспечения оптимальной интенсивности протекания реакции в регенераторе 5, чтобы избежать избыточного или недостаточного выделения кислорода.

После возможного осушения поток воздуха с остатками находящейся в нем влаги и двуокисью углерода подается в корпус регенератора 5, где находится окислитель, между которым и воздухом, содержащим двуокись углерода и влагу, оставшуюся после конденсации, происходит химическая реакция, например с надперекисью калия: 4 КО₂ + СО₂ + Н₂О 2 КОН + К₂СО₃ + 3О₂ Далее регенерированный воздух газовоздушную смесь с кислородом пропускают через фильтр, по меньшей мере один, и подают в закрытый объем салона автомобиля через выходной патрубок 9.

Изобретение обеспечивает оптимальное содержание кислорода в салоне автомобиля, пропорциональность содержания в воздухе других химических элементов, отсутствие ядовитого газа СО; отравляющих веществ; тяжелых металлов; механических частиц, загрязняющих воздух.

Формула изобретения

1. Способ обогащения воздуха кислородом в кузове транспортного средства, преимущественно в салоне автомобиля, заключающийся в том, что воздух подают в салон автомобиля с предварительной его нейтрализацией путем взаимодействия воздуха с окислителем регенератора, отличающийся тем, что забор воздуха осуществляют из салона автомобиля, затем подают воздух с находящейся в нем двуокисью углерода и влагой в регенератор для осуществления восстановления кислорода из находящейся в воздухе двуокиси углерода путем взаимодействия двуокиси углерода и влаги, находящейся в воздухе с окислителем регенератора, который представляет собой перекисные соединения щелочных металлов, после чего пропускают полученную в результате взаимодействия указанных химических веществ газовоздушную смесь через фильтр, причем поток воздуха перед регенерацией разделяют на два воздушных потока, объем потока воздуха направляемого в регенератор регулируют в зависимости от содержания в нем двуокиси углерода, а другой поток подают в салон автомобиля.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перекисные соединения щелочных металлов представляют собой надперекись калия, или натрия, или лития, или озонид калия.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед взаимодействием с окислителем регенератора, подаваемый в регенератор поток воздуха частично осушают путем конденсации из него влаги.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что подачу воздуха производят с помощью нагнетателя.

5. Установка для обогащения воздуха кислородом в кузове транспортного средства, преимущественно в салоне автомобиля, содержащая нагнетатель воздуха, соединенный магистралями с патрубком для забора воздуха, газораспределителем, регенератором с окислителем для взаимодействия с воздухом, байпасной линией и сообщенным с салоном автомобиля выходным патрубком, отличающаяся тем, что окислитель регенератора представляет собой перекисные соединения щелочных металлов, а газораспределитель выполнен с впускным и двумя выпускными патрубками для разделения потоков воздуха между последними, при этом один из выпускных патрубков газораспределителя сообщен с регенератором, а другой с байпасной линией, которая сообщена с выходом регенератора и выходным патрубком, причем патрубок для забора воздуха сообщен с салоном автомобиля, а установка снабжена по меньшей мере одним фильтром, установленным на выходе регенератора.

6. Установка по п. 5, отличающаяся тем, что перекисные соединения щелочных металлов представляют собой надперекись кадия, или натрия, или лития, или озонид калия.

7. Установка по п.5, отличающаяся тем, что она снабжена конденсатором влаги для частичного осушения воздуха, который установлен между регенератором и газораспределителем.

8. Установка по п.5 или 7, отличающаяся тем, что регенератор выполнен из двух параллельно соединенных корпусов, сообщенных своими входами с конденсатором влаги, а выходами через упомянутые фильтры с байпасной линией.

9. Установка по п.5, отличающаяся тем, что нагнетатель представляет собой вентилятор.

10. Установка по п. 5 или 9, отличающаяся тем, что вентилятор воздуха связан с вентиляционной системой автомобиля.

11. Установка по п.5, отличающаяся тем, что газораспределитель включает в себя корпус с цилиндрической внутренней поверхностью и закрепленную в корпусе с возможностью поворота вокруг продольной оси заслонку для разделения потоков воздуха между выпускными патрубками в зависимости от содержания в нем двуокиси углерода.

12. Установка по п. 5, отличающаяся тем, что корпус регенератора и фильтры смонтированы съемно.

РИСУНКИ

Рисунок 1