用于形成空气洁净区的空气净化系统的制作方法

1.本公开一般涉及空气净化系统，更具体地，涉及捕捉有害颗粒物质(pm)并产生空气洁净区的空气净化系统。


背景技术：

2.颗粒物质(例如烟、pm2.5和pm10)导致严重的健康危害，尤其是在中国、印度、东南亚的许多地区、西欧和南欧以及全球大多数城市地区。过滤器已被证明能有效地在产生源头捕捉上述物质，例如汽车和工厂的排放物。但是，这种污染的很大一部分来自于不可控的源头(例如，森林大火、汽车轮胎和制动器的磨损等)，因此必须处理处理空气。
3.已经制造并以各种商标销售了各种去除pm的独立空气净化系统。在这些系统中使用不同的pm过滤技术，包括静电除尘器、电离和非织造织物过滤器。然而，每种技术均具有弊端。静电和电离技术会产生次级污染物，例如臭氧，其可与萜烯类反应产生超细和细尺寸范围的有机气溶胶(soa)。非织造织物的高压降导致寿命短和功耗高。虽然静电织物过滤器显示出高的过滤效率和低的压降，但是由于静电电荷被所收集的颗粒中和，性能随着时间而下降。因此，对于室外和大型室内区域，由于所需的高空气通量，现有的解决方案要么无效，要么需要进行不合理的频繁维护(例如，每天或每周更换或清洁过滤器)。
4.因此，需要有效去除pm并具有低的维护和操作要求的空气净化系统。


技术实现要素：

5.第1方面包括一种空气净化系统，其包括：壳体，其包括第一端、沿着纵轴与第一端相对的第二端、以及在第一端与第二端之间延伸的至少一个侧壁，其中，腔体从第一端和第二端延伸，并且侧壁形成了腔体的边界，并且其中，至少一部分的壳体是透气性的；过滤设备，其位于腔体内并且与壳体透气部分对齐，以使得通过壳体的透气部分进入腔体的空气被引导通过过滤设备；使周围空气通过壳体的透气部分引导到腔体中并引导向壳体的第二端的设备；以及位于壳体的第二端处的空气重定向结构，其对从壳体的第二端径向离开壳体的过滤后的空气重定向，并且向着壳体的透气部分重新定向。
6.第2方面包括如第1方面所述的空气净化系统，其中，空气重定向结构包括多个挡件。
7.第3方面包括如第2方面所述的空气净化系统，其中，所述多个挡件包括至少两种类型的挡件，并且每种类型的挡件具有不同的曲率角。
8.第4方面包括如第3方面所述的空气净化系统，其中，所述空气净化系统包括将空气引导到一种类型的挡件并且限制空气流到另外类型的挡件的设备。
9.第5方面包括如第4方面所述的空气净化系统，其中，根据周围空气状况，所述设备将空气引导到一种类型的挡件中，并且限制空气流动到另外类型的挡件。
10.第6方面包括如第2方面所述的空气净化系统，其中，多个挡件中的每个挡件包括导管，所述导管用于引导从壳体的第二端径向离开壳体的空气并且将其引导向壳体的透气
部分。
11.第7方面包括如第6方面所述的空气净化系统，其中，每个挡件还包括多个凸缘，其流体连接到所述导管，并且引导从壳体的第二端径向离开壳体的空气并且将其引导向壳体的透气部分。
12.第8方面包括如第1至7方面中任一方向所述的空气净化系统，其中，所述过滤设备包括过滤面板，其具有用于容纳过滤器的多个腔室。
13.第9方面包括如第8方面所述的空气净化系统，其中，陶瓷或玻璃陶瓷过滤器位于过滤面板的腔室中。
14.第10方面包括如第9方面所述的空气净化系统，其中，陶瓷或玻璃陶瓷过滤器是部分堵塞的蜂窝过滤器。
15.第11方面包括一种从周围空气过滤颗粒物质的方法，所述方法包括：将包含颗粒物质的周围空气通过壳体的透气部分吸入并进入到位于壳体内的过滤设备中；在过滤设备处从周围空气过滤颗粒物质，以形成颗粒物质含量比周围空气的颗粒物质含量低的过滤后的空气；将过滤后的空气通过壳体引导至空气重定向结构，所述空气重定向结构位于壳体的第二端并且远离壳体的透气部分；以及对径向来自壳体的过滤后的空气进行重定向并将其朝着壳体的透气部分重定向，从而形成从空气重定向结构延伸到壳体的透气部分的空气洁净区。
16.第12方面包括如第11方面所述的方法，其中，通过包括多个挡件的空气重定向结构来使过滤后的空气从壳体径向重定向，并向着壳体的透气部分重定向。
17.第13方面包括如第12方面所述的方法，其中，所述多个挡件包括至少第一类型的挡件和第二类型的挡件，并且第一类型的挡件的曲率角与第二类型的挡件不同。
18.第14方面包括如第13方面所述的方法，其中，第一类型的挡件产生具有第一半径的空气洁净区，并且第二类型的挡件产生具有第二半径的空气洁净区，其中，第一半径大于第二半径。
19.第15方面包括如第14方面所述的方法，其中，基于一种或多种周围空气状况，将过滤后的空气引导到第一类型的挡件或第二类型的挡件。
20.第16方面包括如第15方面所述的方法，其中，周围空气状况为风速、颗粒物质含量或其组合。
21.第17方面包括如第16方面所述的方法，其中，当风速低或者颗粒物质含量低时，过滤后的空气被引导到第一类型的挡件。
22.第18方面包括如第16方面所述的方法，其中，当风速高或者颗粒物质含量高时，过滤后的空气被引导到第二类型的挡件。
23.第19方面包括如第11至18方面中任一方面所述的方法，其中，离开壳体的第二端的过滤后的空气的速度大于或等于1.0m/s且小于或等于20.0m/s。
24.第20方面包括如第19方面所述的方法，其中，当存在周围风速高和颗粒含量高中的一种时，离开壳体的第二端的过滤后的空气的速度增加。
25.在以下的具体实施方式中给出了另外的特征和优点，其中的部分特征和优点对于本领域的技术人员而言通过所作描述是显而易见的，或者通过实施本文所述的实施方式，包括以下的具体实施方式、权利要求书以及附图在内的本文所描述的实施方式而被认识。
26.应理解，前述的一般性描述和下文的具体实施方式都描述了各个实施方式且都旨在提供用于理解所要求保护的主题的性质和特性的总体评述或框架。包括的附图提供了对各个实施方式的进一步理解，附图并入本说明书中并构成说明书的一部分。附图例示了本文所描述的各个实施方式，并且与说明书一起用于解释所要求保护的主题的原理和操作。
27.附图简要说明
28.图1a是根据本文公开和所述的实施方式的一种空气净化系统的示意图；
29.图1b是根据本文公开和所述的实施方式的空气净化系统沿着图1a的线a-a的截面图；
30.图2是根据本文公开和所述的实施方式的一种空气净化系统的另一视图；
31.图3a是根据本文公开和所述的实施方式的过滤面板的透视图；
32.图3b是根据本文公开和所述的实施方式的过滤面板的腔室的透视图；
33.图3c是根据本文公开和所述的实施方式的位于壳体内的过滤面板沿着图1a的线a-a的截面图；
34.图4a是根据本文公开和所述的实施方式的部分堵塞的蜂窝过滤器的示意图；
35.图4b是根据本文公开和所述的实施方式的部分堵塞的蜂窝过滤器的顶视图；
36.图5是根据本文公开和所述的实施方式的示出了曲率角的挡件的示意图；
37.图6a是根据本文公开和所述的实施方式的空气净化系统以及不包括导管的挡件的侧视图；
38.图6b是根据本文公开和所述的实施方式的空气净化系统以及不包括导管的挡件的顶视图；
39.图7a是根据本文公开和所述的实施方式的包含导管的挡件的示意图；
40.图7b是根据本文公开和所述的实施方式的包含导管以及与导管流体连通的凸缘的挡件的示意图；
41.图8是根据本文公开和所述的实施方式的具有挡件并且所述挡件包括导管的空气净化系统的示意图；
42.图9a是根据本文公开和所述的实施方式的壳体的第二端的顶视图，其示出了用于挡件构造的部分的布置；
43.图9b是根据本文公开和所述的实施方式，示出了挡件构造的空气净化系统的侧视图；
44.图9c是根据本文公开和所述的实施方式，示出了挡件构造的空气重定向结构的顶视图；
45.图10a是根据本文公开和所述的实施方式的壳体的第二端的顶视图，其示出了用于挡件构造的部分的布置；
46.图10b是根据本文公开和所述的实施方式，示出了挡件构造的空气净化系统的侧视图；
47.图10c是根据本文公开和所述的实施方式，示出了挡件构造的空气重定向结构的顶视图；
48.图11是根据本文公开和所述的实施方式，示出了空气净化系统的空气洁净区示意图；以及
49.图12根据本文公开和所述的实施方式，示出了使用fluent计算流体动力学软件的空气净化系统的气流。
具体实施方式
50.为了解决有关在室外或大型室内区域过滤周围空气的空气净化系统的上述问题和其他问题，已经发现陶瓷或玻璃陶瓷蜂窝过滤器提供了所需的过滤效率，具有大得多的pm容量，因此相比于其他解决方案，需要维护的频率显著更低，并且能够再生，从而降低了终身拥有成本。根据本文公开和所述的实施方式的空气净化系统通过过滤器吸入周围(气体)，并且提供经过滤的气流出口，其能够使系统产生“空气洁净区”。这些经工程设计的再循环区或“空气洁净区”克服了周围的平流并创造了与封闭空间更相似的微环境，因此可以得到实质性的净化。另外，根据实施方式，可以根据周围状况(例如，风速和pm水平)和具体的环境来控制过滤后的空气的流动速率和方向，以维持、增加或减小“空气洁净区”的尺寸。
51.如本文所用的“宽度”描述的是在设备的截面上的最宽处。
52.现将参考图1a描述根据本文公开和所述的实施方式的空气净化系统。根据实施方式所述的净化系统100包括壳体110，其具有第一端110a以及沿着纵轴111与第一端110a相对的第二端110b。壳体110还包括至少一个侧壁110c，其在第一端110a与第二端110b之间延伸。虽然图1a中的第一端110a和第二端110b是圆形，并且图1a中的侧壁110c是圆柱形，但应理解，根据实施方式，第一端110a和第二端110b可具有任何合适的几何形状，并且所述至少一个侧壁110c应具有与第一端110a和第二端110b的几何形状对应的几何形状。如图1a所示，第一端110a和第二端110b是圆形的，并且所述至少一个侧壁110c是单个圆柱形侧壁。然而，在实施方式中，第一端110a和第二端110b可以是三角形，并且所述至少一个侧壁110c是三个侧壁，从第一端110a的三角形的每个边延伸一个侧壁到第二端110b的三角形的对应边，因此，三个侧壁形成了三棱柱。在实施方式中，第一端110a和第二端110b可以是方形，并且所述至少一个侧壁110c是四个侧壁，从第一端110a的方形的每个边延伸一个侧壁到第二端110b方形的的对应边，因此，四个侧壁形成了四棱柱。壳体110的第一端110a和第二端110b可以是任何合适的几何形状，例如，圆形、三角形、正方形、矩形、五边形、六边形、七边形、八边形等。
53.现在参考图1a和图1b，其是图1a所示的空气净化系统沿着线a-a对剖的截面图，侧壁110c形成了腔体112的边界，所述腔体112位于侧壁110c内并且从壳体110的第一端110a延伸到第二端110b。根据实施方式，腔体112起到气流的导管的作用。在一个或多个实施方式中，壳体110包括透气部分110d。壳体110的透气部分110d由允许周围空气通过壳体110的透气部分110d进入腔体112的材料构造。壳体的透气部分110d可以由允许空气通过侧壁110c的透气部分110d进入腔体112的任何合适的材料构造，例如金属或塑料网，或者侧壁110c的透气部分110d可以由混凝土、塑料、金属或任何其他合适材料制造，这些材料在其中具有孔或小通道，以允许空气流动通过侧壁110c的透气部分110d的孔或通道。
54.壳体的尺寸没有特别限制，并且其可根据特定场所的过滤需要缩放。然而，在实施方式中，壳体110的直径(或者在壳体具有非圆柱几何形状的情况中，为宽度)大于或等于0.2米(m)且小于或等于5.0m，例如，大于或等于0.5m且小于或等于5.0m，大于或等于1.0m且小于或等于5.0m，大于或等于1.5m且小于或等于5.0m，大于或等于2.0m且小于或等于5.0m，
大于或等于2.5m且小于或等于5.0m，大于或等于3.0m且小于或等于5.0m，大于或等于3.5m且小于或等于5.0m，大于或等于4.0m且小于或等于5.0m，大于或等于4.5m且小于或等于5.0m，大于或等于0.2m且小于或等于4.5m，大于或等于0.5m且小于或等于4.5m，大于或等于1.0m且小于或等于4.5m，大于或等于1.5m且小于或等于4.5m，大于或等于2.0m且小于或等于4.5m，大于或等于2.5m且小于或等于4.5m，大于或等于3.0m且小于或等于4.5m，大于或等于3.5m且小于或等于4.5m，大于或等于4.0m且小于或等于4.5m，大于或等于0.2m且小于或等于4.0m，大于或等于0.5m且小于或等于4.0m，大于或等于1.0m且小于或等于4.0m，大于或等于1.5m且小于或等于4.0m，大于或等于2.0m且小于或等于4.0m，大于或等于2.5m且小于或等于4.0m，大于或等于3.0m且小于或等于4.0m，大于或等于3.5m且小于或等于4.0m，大于或等于0.2m且小于或等于3.5m，大于或等于0.5m且小于或等于3.5m，大于或等于1.0m且小于或等于3.5m，大于或等于1.5m且小于或等于3.5m，大于或等于2.0m且小于或等于3.5m，大于或等于2.5m且小于或等于3.5m，大于或等于3.0m且小于或等于3.5m，大于或等于0.2m且小于或等于3.0m，大于或等于0.5m且小于或等于3.0m，大于或等于1.0m且小于或等于3.0m，大于或等于1.5m且小于或等于3.0m，大于或等于2.0m且小于或等于3.0m，大于或等于2.5m且小于或等于3.0m，大于或等于0.2m且小于或等于2.5m，大于或等于0.5m且小于或等于2.5m，大于或等于1.0m且小于或等于2.5m，大于或等于1.5m且小于或等于2.5m，大于或等于2.0m且小于或等于2.5m，大于或等于0.2m且小于或等于2.0m，大于或等于0.5m且小于或等于2.0m，大于或等于1.0m且小于或等于2.0m，大于或等于1.5m且小于或等于2.0m，大于或等于0.2m且小于或等于1.5m，大于或等于0.5m且小于或等于1.5m，大于或等于1.0m且小于或等于1.5m，大于或等于0.2m且小于或等于1.0m，大于或等于0.5m且小于或等于1.0m，或者大于或等于0.2m且小于或等于0.5m。
55.根据实施方式，壳体110的高度(从第一端110a延伸到第二端110b)可以大于或等于0.4m且小于或等于20m，例如，大于或等于1.0m且小于或等于20m，大于或等于2.5m且小于或等于20m，大于或等于5.0m且小于或等于20m，大于或等于7.5m且小于或等于20m，大于或等于10.0m且小于或等于20m，大于或等于12.5m且小于或等于20m，大于或等于15.0m且小于或等于20m，大于或等于17.5m且小于或等于20m，大于或等于0.4m且小于或等于17.5m，大于或等于1.0m且小于或等于17.5m，大于或等于2.5m且小于或等于17.5m，大于或等于5.0m且小于或等于17.5m，大于或等于7.5m且小于或等于17.5m，大于或等于10.0m且小于或等于17.5m，大于或等于12.5m且小于或等于17.5m，大于或等于15.0m且小于或等于17.5m，大于或等于0.4m且小于或等于15.0m，大于或等于1.0m且小于或等于15.0m，大于或等于2.5m且小于或等于15.0m，大于或等于5.0m且小于或等于15.0m，大于或等于7.5m且小于或等于15.0m，大于或等于10.0m且小于或等于15.0m，大于或等于12.5m且小于或等于15.0m，大于或等于0.4m且小于或等于12.5m，大于或等于1.0m且小于或等于12.5m，大于或等于2.5m且小于或等于12.5m，大于或等于5.0m且小于或等于12.5m，大于或等于7.5m且小于或等于12.5m，大于或等于10.0m且小于或等于12.5m，大于或等于0.4m且小于或等于10.0m，大于或等于1.0m且小于或等于10.0m，大于或等于2.5m且小于或等于10.0m，大于或等于5.0m且小于或等于10.0m，大于或等于7.5m且小于或等于10.0m，大于或等于0.4m且小于或等于7.5m，大于或等于1.0m且小于或等于7.5m，大于或等于2.5m且小于或等于7.5m，大于或等于5.0m且小于或等于7.5m，大于或等于0.4m且小于或等于5.0m，大于或等于1.0m且小于或等于
5.0m，大于或等于2.5m且小于或等于5.0m，大于或等于0.4m且小于或等于2.5m，大于或等于1.0m且小于或等于2.5m，或者大于或等于0.4m且小于或等于1.0m。
56.根据一个或多个实施方式，壳体110的高度与直径(或宽度)之间的比值大于或等于1.5且小于或等于3.0，例如，大于或等于1.7且小于或等于3.0，大于或等于2.0且小于或等于3.0，大于或等于2.2且小于或等于3.0，大于或等于2.5且小于或等于3.0，大于或等于2.7且小于或等于3.0，大于或等于1.5且小于或等于2.7，大于或等于1.7且小于或等于2.7，大于或等于2.0且小于或等于2.7，大于或等于2.2且小于或等于2.7，大于或等于2.5且小于或等于2.7，大于或等于1.5且小于或等于2.5，大于或等于1.7且小于或等于2.5，大于或等于2.0且小于或等于2.5，大于或等于2.2且小于或等于2.5，大于或等于1.5且小于或等于2.2，大于或等于1.7且小于或等于2.2，大于或等于2.0且小于或等于2.2，大于或等于1.5且小于或等于2.0，大于或等于1.7且小于或等于2.0，或者大于或等于1.5且小于或等于1.7。
57.根据本文公开和所述的实施方式，并且现在参考图2，空气净化系统100还包括设备130，其将周围空气通过侧壁110c的透气部分110d按路径送入到腔体中。在实施方式中，设备130可以是风扇或泵，其在腔体内产生负压区，从而通过侧壁110c的透气部分110d将周围空气吸到腔体中，并且造成空气沿着壳体的纵轴111行进并在第二端110b处离开壳体110。应理解，可以使用能够提供通过腔体的期望气流的任何合适的扇或泵。根据实施方式，例如，图2所示的实施方式，设备130位于壳体110的第二端110b的附近。然而，根据实施方式，设备130可以位于壳体110内的任何位置，例如，靠近壳体110的中间或者靠近壳体110的第一端110a。
58.根据实施方式，设备130能够产生以下气流速率：大于或等于2,000立方米/小时(m3/hr)且小于或等于50,000m3/hr，例如，大于或等于5,000m3/hr且小于或等于50,000m3/hr，大于或等于10,000m3/hr且小于或等于50,000m3/hr，大于或等于20,000m3/hr且小于或等于50,000m3/hr，大于或等于25,000m3/hr且小于或等于50,000m3/hr，大于或等于30,000m3/hr且小于或等于50,000m3/hr，大于或等于40,000m3/hr且小于或等于50,000m3/hr，大于或等于2,000m3/hr且小于或等于40,000m3/hr，大于或等于5,000m3/hr且小于或等于40,000m3/hr，大于或等于10,000m3/hr且小于或等于40,000m3/hr，大于或等于20,000m3/hr且小于或等于40,000m3/hr，大于或等于25,000m3/hr且小于或等于40,000m3/hr，大于或等于30,000m3/hr且小于或等于40,000m3/hr，大于或等于2,000m3/hr且小于或等于30,000m3/hr，大于或等于5,000m3/hr且小于或等于30,000m3/hr，大于或等于10,000m3/hr且小于或等于30,000m3/hr，大于或等于20,000m3/hr且小于或等于30,000m3/hr，大于或等于25,000m3/hr且小于或等于30,000m3/hr，大于或等于2,000m3/hr且小于或等于25,000m3/hr，大于或等于5,000m3/hr且小于或等于25,000m3/hr，大于或等于10,000m3/hr且小于或等于25,000m3/hr，大于或等于20,000m3/hr且小于或等于25,000m3/hr，大于或等于2,000m3/hr且小于或等于10,000m3/hr，大于或等于5,000m3/hr且小于或等于10,000m3/hr，或者大于或等于2,000m3/hr且小于或等于5,000m3/hr。
59.在实施方式中，设备130能够在操作其间改变通过腔体的空气的流动速率。例如，根据实施方式，设备130可以连接到监测风速的控制器，并且随着风速增加，所述控制器增大设备130的气流速率。类似地，可以基于周围温度来调整设备130的气流速率，当周围温度高时，通过增加130的气流速率，具有冷却效果。
60.根据本文公开和所述的实施方式，过滤设备300位于壳体110的腔体内，并且与壳体110的透气部分110d对齐，以使得通过壳体110的透气部分110d进入腔体的周围空气按路径通过过滤设备300，从而过滤通过壳体110的透气部分110d进入腔体的周围空气。过滤设备300可以是由纤维形成的过滤器，例如，高效颗粒空气(hepa)过滤器或静电过滤器。可以使用能够吸收规定量的颗粒的任何常规过滤器。根据实施方式，过滤设备300被形成为匹配壳体110的透气部分110d的尺寸和形状，以使得过滤设备300可以位于壳体110的腔体内并与壳体110的透气部分110d对齐。应理解，技术人员能够制造和/或获得具有所需形状的常规过滤器。但是，hepa过滤器或静电过滤器的寿命可能很短，并且维护或更换hepa过滤器或静电过滤器以使得它们以所要求的标准操作的成本可能很高，这阻碍了将它们用作过滤设备300。但是，陶瓷或玻璃陶瓷过滤器具有比hepa过滤器或静电过滤器更低的操作和维护成本。因此，本文公开和所述的一个或多个实施方式将陶瓷或玻璃陶瓷过滤器用于过滤设备300。
61.现在参考图2和图3a-3c，将描述根据一个或多个实施方式所述的过滤设备300。过滤设备300包括过滤面板310，其包括多个过滤腔室310a，其中的每个过滤腔室被构造用于容纳陶瓷或玻璃陶瓷过滤器。包括多个位于过滤腔室310a中的过滤器的过滤面板310位于壳体110的腔体中，并且与壳体110的透气部分110d对齐，以使得通过壳体110的透气部分110d进入腔体的周围空气按路径通过过滤面板310中的玻璃或玻璃陶瓷过滤器，从而过滤通过壳体110的透气部分110d进入腔体的周围空气。在图2中，出于说明的目的，将过滤设备300显示为位于壳体110的腔体之外。但是，在操作中，过滤设备300位于壳体110的腔体内。如在图2中可见到的，包括过滤面板310的过滤设备300具有与壳体110的透气部分110d大致相同的尺寸和形状。
62.图3a示出了根据实施方式所述的过滤面板310。过滤面板310包括多个腔室310a，其被构造用于容纳陶瓷或玻璃陶瓷过滤器(未示出)。如图3a所示，过滤面板310包括12列过滤腔室310a，其中，每一列包括10个过滤腔室310a，在图3a所示的过滤面板310中共有120个过滤腔室310a。应理解，该构造不是限制性的，并且在过滤面板310中可以包括任何合适数目的列，并且在每列中可以包括任何合适数目的过滤腔室310a。可以基于其中要容纳过滤面板310的壳体中的腔体的尺寸和几何形状，以及过滤设备300的所需过滤表面积来选择过滤面板310中的列的数目和每列的过滤腔室310a的数目。
63.根据实施方式，过滤面板310包括大于或等于8且小于或等于25列，例如，大于或等于10且小于或等于25列，大于或等于12且小于或等于25列，大于或等于14且小于或等于25列，大于或等于16且小于或等于25列，大于或等于18且小于或等于25列，大于或等于20且小于或等于25列，大于或等于22且小于或等于25列，大于或等于24且小于或等于25列，大于或等于8且小于或等于24列，大于或等于10且小于或等于24列，大于或等于12且小于或等于24列，大于或等于14且小于或等于24列，大于或等于16且小于或等于24列，大于或等于18且小于或等于24列，大于或等于20且小于或等于24列，大于或等于22且小于或等于24列，大于或等于8且小于或等于22列，大于或等于10且小于或等于22列，大于或等于12且小于或等于22列，大于或等于14且小于或等于22列，大于或等于16且小于或等于22列，大于或等于18且小于或等于22列，大于或等于20且小于或等于22列，大于或等于8且小于或等于20列，大于或等于10且小于或等于20列，大于或等于12且小于或等于20列，大于或等于14且小于或等于
20列，大于或等于16且小于或等于20列，大于或等于18且小于或等于20列，大于或等于8且小于或等于18列，大于或等于10且小于或等于18列，大于或等于12且小于或等于18列，大于或等于14且小于或等于18列，大于或等于16且小于或等于18列，大于或等于8且小于或等于16列，大于或等于10且小于或等于16列，大于或等于12且小于或等于16列，大于或等于14且小于或等于16列，大于或等于8且小于或等于14列，大于或等于10且小于或等于14列，大于或等于12且小于或等于14列，大于或等于8且小于或等于12列，大于或等于10且小于或等于12列，或者大于或等于8且小于或等于10列。
64.根据一个或多个实施方式，可以根据所需的流动速率使用以下构造：对于约2,000m3/hr的流动速率，6列且每列4个过滤器；对于约5,000m3/hr的流动速率，10列且每列6个过滤器；对于约10,000m3/hr的流动速率，12列且每列10个过滤器；对于约10,000m3/hr的流动速率，15列且每列8个过滤器；对于约15,000m3/hr的流动速率，17列且每列10个过滤器；对于约20,000m3/hr的流动速率，17列且每列15个过滤器；对于约30,000m3/hr的流动速率，20列且每列18个过滤器；对于约40,000m3/hr的流动速率，25列且每列20个过滤器；对于约50,000m3/hr的流动速率，27列且每列24个过滤器；或者对于约55,000m3/hr的流动速率，30列且每列20个过滤器。应理解，上述构造不是限制性的，并且根据实施方式可以使用其他构造。
65.根据实施方式，过滤面板中的每一列包括大于或等于8且小于或等于20个过滤腔室310a，例如，大于或等于10且小于或等于20个过滤腔室310a，大于或等于12且小于或等于20个过滤腔室310a，大于或等于14且小于或等于20个过滤腔室310a，大于或等于16且小于或等于20个过滤腔室310a，大于或等于18且小于或等于20个过滤腔室310a，大于或等于8且小于或等于18个过滤腔室310a，大于或等于10且小于或等于18个过滤腔室310a，大于或等于12且小于或等于18个过滤腔室310a，大于或等于14且小于或等于18个过滤腔室310a，大于或等于16且小于或等于18个过滤腔室310a，大于或等于8且小于或等于16个过滤腔室310a，大于或等于10且小于或等于16个过滤腔室310a，大于或等于12且小于或等于16个过滤腔室310a，大于或等于14且小于或等于16个过滤腔室310a，大于或等于8且小于或等于14个过滤腔室310a，大于或等于10且小于或等于14个过滤腔室310a，大于或等于12且小于或等于14个过滤腔室310a，大于或等于8且小于或等于12个过滤腔室310a，大于或等于10且小于或等于12个过滤腔室310a，或者大于或等于8且小于或等于10个过滤腔室310a。
66.应理解，在实施方式中，过滤面板310可以包括任何数目的列并且每列具有任何数目的过滤腔室310a而不加以限制。然而，根据实施方式，过滤面板310包括12列和10个过滤腔室310a/列，17列和10个过滤腔室310a/列，6列和4个过滤腔室310a/列，10列和6个过滤腔室310a/列，15列和8个过滤腔室310a/列，17列和15个过滤腔室310a/列，20列和18个过滤腔室310a/列，25列和20个过滤腔室310a/列，27列和24个过滤腔室310a/列，或者30列和20个过滤腔室310a/列。
67.如上所述以及如图3a和3b所示，过滤面板310包括多个过滤腔室310a。图3a示出了包括120个过滤腔室310a的整个组装过滤面板310，而图3b示出了包括9个过滤腔室310a的一部分过滤面板310。过滤腔室310a延伸穿过过滤面板310的厚度，因此，过滤器的一侧(未示出)存在于过滤面板310的外侧311处，而过滤器的另一侧(未示出)存在于过滤面板310的内侧312处。在图3a和3b所示的实施方式中，过滤腔室310a具有圆柱形状；但是在实施方式
中，过滤腔室310a可具有其他几何形状，例如正方棱柱、矩形棱柱、梯形棱柱、五棱柱、六棱柱、七棱柱、八棱柱等。
68.图3c示出了位于腔体112内的过滤面板310的截面(例如，沿着图1的线a-a)，其中，过滤面板310被结构化成具有大致等于壳体110的直径(或宽度)的直径(或宽度)，这意味着基于构成壳体110的材料厚度，过滤面板310将具有比壳体110略微更小的直径(或宽度)，以使得过滤面板310被装配在腔体112内。如图3c所示，过滤腔室310a延伸穿过过滤面板310的厚度t，使得过滤面板310的外侧311抵靠或靠近壳体110，并且过滤面板310的内侧312朝向通道112定位。如在下文将更详细论述的，周围空气在过滤面板的外侧311处进入过滤器(未示出)，穿过过滤器(未示出)，所述过滤器对空气进行过滤，并且过滤后的空气在过滤面板310的内侧312处离开过滤器(未示出)并进入到腔体112中。
69.根据实施方式，过滤腔室310a的直径(或在非圆柱几何形状中为宽度)大于或等于100毫米(mm)且小于或等于200mm，例如，大于或等于120mm且小于或等于200mm，大于或等于140mm且小于或等于200mm，大于或等于160mm且小于或等于200mm，大于或等于180mm且小于或等于200mm，大于或等于100mm且小于或等于180mm，大于或等于120mm且小于或等于180mm，大于或等于140mm且小于或等于180mm，大于或等于160mm且小于或等于180mm，大于或等于100mm且小于或等于140mm，大于或等于120mm且小于或等于140mm，或者大于或等于100mm且小于或等于120mm。
70.根据实施方式，过滤面板310中的过滤室310a的长度大于或等于100mm至小于或等于150mm，例如，大于或等于110mm至小于或等于150mm，大于或等于120mm至小于或等于150mm，大于或等于130mm至小于或等于150mm，大于或等于140mm至小于或等于150mm，大于或等于100mm至小于或等于140mm，大于或等于110mm至小于或等于140mm，大于或等于120mm至小于或等于140mm，大于或等于130mm至小于或等于140mm，大于或等于100mm至小于或等于130mm，大于或等于110mm至小于或等于130mm，大于或等于120mm至小于或等于130mm，大于或等于100mm至小于或等于120mm，大于或等于110mm至小于或等于120mm，或者大于或等于100mm至小于或等于110mm。
71.如上所述，根据实施方式，被插入到过滤面板310的过滤腔室310a中的过滤器可以是陶瓷或玻璃陶瓷过滤器。在实施方式中，过滤器可以是包含堇青石、铝酸盐、钛酸盐、硅酸盐和碳化硅的陶瓷过滤器。在实施方式中，过滤器可以是包含无定形相和结晶相的玻璃陶瓷过滤器，其中，结晶相包括堇青石、铝酸盐、钛酸盐、硅酸盐、硼硅酸盐、铝硅酸盐、硅酸镁和硅酸钙。
72.现将参考图4a和4b更详细描述根据本文公开和所述的实施方式的过滤器。根据方式，过滤器400是陶瓷或玻璃陶瓷蜂窝过滤器。如本文所用的“蜂窝过滤器”是指包括第一端面410，在纵向方向上与第一端面410相对的第二端面411，以及在第一端面410与第二端面411之间延伸的多个通道413a,413b，其中，所述多个通道413a,413b在第一端面410和第二端面411处形成格。根据实施方式，蜂窝过滤器还可以包括光滑的侧壁412，其从过滤器400的第一端410延伸到过滤器400的第二端411。在实施方式中，所述蜂窝过滤器是部分堵塞的蜂窝过滤器，这意味着在给定端面上，每隔一个通道被堵塞。图4a示出了部分堵塞的蜂窝过滤器的透视图，其中，通道413a(无阴影)未被堵塞而通道413b(阴影)被堵塞。图4b是在过滤器400的第二端面411观看的顶视图，其中，过滤器400是部分堵塞的蜂窝过滤器，其中，通道
413a(无阴影)未被堵塞而通道413b(阴影)被堵塞。应理解，在部分堵塞的蜂窝过滤器中，在第一端面410上未被堵塞的通道在第二端面411上被堵塞，并且在第一端面410上被堵塞的通道在第二端面411上未被堵塞。周围空气可以进入过滤器400的第一端面410，行进通过在第一端面400处未被堵塞的通道413b，随着空气在通道413b中到达第二端面411处的塞物时，导致压力累积。通道413b中的压力累积迫使周围空气穿过通道413b的多孔侧并且进入相邻的通道413a，该相邻的通道413a在第二端面411处未被堵塞。通过穿过通道413b的多孔壁并进入到通道413b中，周围空气得到过滤并且过滤后的空气离开通道413a并进入到壳体110的腔体中。
73.在端面处出现的通道413a、413b可以被称为孔道。例如，再次参考图4b，在第二端面411处的通道413a、413b可以被称为孔道。可基于端面的面积来描述在端面处出现的孔道数目。例如，如果第二端面411的表面积为10平方英寸，则第二端面共有100个孔道，过滤器400的孔道密度将为10个孔道/平方英寸(cpsi)。在实施方式中，蜂窝过滤器的孔道密度大于或等于50cpsi且小于或等于600cpsi，例如，大于或等于100cpsi且小于或等于600cpsi，大于或等于150cpsi且小于或等于600cpsi，大于或等于200cpsi且小于或等于600cpsi，大于或等于250cpsi且小于或等于600cpsi，大于或等于300cpsi且小于或等于600cpsi，大于或等于350cpsi且小于或等于600cpsi，大于或等于400cpsi且小于或等于600cpsi，大于或等于450cpsi且小于或等于600cpsi，大于或等于500cpsi且小于或等于600cpsi，大于或等于550cpsi且小于或等于600cpsi，大于或等于50cpsi且小于或等于550cpsi，大于或等于100cpsi且小于或等于550cpsi，大于或等于150cpsi且小于或等于550cpsi，大于或等于200cpsi且小于或等于550cpsi，大于或等于250cpsi且小于或等于550cpsi，大于或等于300cpsi且小于或等于550cpsi，大于或等于350cpsi且小于或等于550cpsi，大于或等于400cpsi且小于或等于550cpsi，大于或等于450cpsi且小于或等于550cpsi，大于或等于500cpsi且小于或等于550cpsi，大于或等于50cpsi且小于或等于500cpsi，大于或等于100cpsi且小于或等于500cpsi，大于或等于150cpsi且小于或等于500cpsi，大于或等于200cpsi且小于或等于500cpsi，大于或等于250cpsi且小于或等于500cpsi，大于或等于300cpsi且小于或等于500cpsi，大于或等于350cpsi且小于或等于500cpsi，大于或等于400cpsi且小于或等于500cpsi，大于或等于450cpsi且小于或等于500cpsi，大于或等于50cpsi且小于或等于450cpsi，大于或等于100cpsi且小于或等于450cpsi，大于或等于150cpsi且小于或等于450cpsi，大于或等于200cpsi且小于或等于450cpsi，大于或等于250cpsi且小于或等于450cpsi，大于或等于300cpsi且小于或等于450cpsi，大于或等于350cpsi且小于或等于450cpsi，大于或等于400cpsi且小于或等于450cpsi，大于或等于50cpsi且小于或等于400cpsi，大于或等于100cpsi且小于或等于400cpsi，大于或等于150cpsi且小于或等于400cpsi，大于或等于200cpsi且小于或等于400cpsi，大于或等于250cpsi且小于或等于400cpsi，大于或等于300cpsi且小于或等于400cpsi，大于或等于350cpsi且小于或等于400cpsi，大于或等于50cpsi且小于或等于350cpsi，大于或等于100cpsi且小于或等于350cpsi，大于或等于150cpsi且小于或等于350cpsi，大于或等于200cpsi且小于或等于350cpsi，大于或等于250cpsi且小于或等于350cpsi，大于或等于300cpsi且小于或等于350cpsi，大于或等于50cpsi且小于或等于300cpsi，大于或等于100cpsi且小于或等于300cpsi，大于或等于150cpsi且小于或等于300cpsi，大于或等于
200cpsi且小于或等于300cpsi，大于或等于250cpsi且小于或等于300cpsi，大于或等于50cpsi且小于或等于250cpsi，大于或等于100cpsi且小于或等于250cpsi，大于或等于150cpsi且小于或等于250cpsi，大于或等于200cpsi且小于或等于250cpsi，大于或等于50cpsi且小于或等于200cpsi，大于或等于100cpsi且小于或等于200cpsi，大于或等于150cpsi且小于或等于200cpsi，大于或等于50cpsi且小于或等于150cpsi，大于或等于100cpsi且小于或等于150cpsi，或者大于或等于50cpsi且小于或等于100cpsi。所述cpsi可通过光学显微镜测量。
74.在一个或多个实施方式中，蜂窝过滤器400的壁厚度可以大于或等于4密耳且小于或等于12密耳，例如，大于或等于5密耳且小于或等于12密耳，大于或等于6密耳且小于或等于12密耳，大于或等于7密耳且小于或等于12密耳，大于或等于8密耳且小于或等于12密耳，大于或等于9密耳且小于或等于12密耳，大于或等于10密耳且小于或等于12密耳，大于或等于11密耳且小于或等于12密耳，大于或等于4密耳且小于或等于11密耳，大于或等于5密耳且小于或等于11密耳，大于或等于6密耳且小于或等于11密耳，大于或等于7密耳且小于或等于11密耳，大于或等于8密耳且小于或等于11密耳，大于或等于9密耳且小于或等于11密耳，大于或等于10密耳且小于或等于11密耳，大于或等于4密耳且小于或等于10密耳，大于或等于5密耳且小于或等于10密耳，大于或等于6密耳且小于或等于10密耳，大于或等于7密耳且小于或等于10密耳，大于或等于8密耳且小于或等于10密耳，大于或等于9密耳且小于或等于10密耳，大于或等于4密耳且小于或等于9密耳，大于或等于5密耳且小于或等于9密耳，大于或等于6密耳且小于或等于9密耳，大于或等于7密耳且小于或等于9密耳，大于或等于8密耳且小于或等于9密耳，大于或等于4密耳且小于或等于8密耳，大于或等于5密耳且小于或等于8密耳，大于或等于6密耳且小于或等于8密耳，大于或等于7密耳且小于或等于8密耳，大于或等于4密耳且小于或等于7密耳，大于或等于5密耳且小于或等于7密耳，大于或等于6密耳且小于或等于7密耳，大于或等于4密耳且小于或等于6密耳，大于或等于5密耳且小于或等于6密耳，或者大于或等于4密耳且小于或等于5密耳。板条厚度可通过光学显微镜测量，其中，密耳是一千分之一英寸。
75.根据实施方式，蜂窝过滤器的壁孔隙率大于或等于40％且小于或等于85％，例如，大于或等于45％且小于或等于85％，大于或等于50％且小于或等于85％，大于或等于55％且小于或等于85％，大于或等于60％且小于或等于85％，大于或等于65％且小于或等于85％，大于或等于70％且小于或等于85％，大于或等于75％且小于或等于85％，大于或等于80％且小于或等于85％，大于或等于40％且小于或等于80％，大于或等于45％且小于或等于80％，大于或等于50％且小于或等于80％，大于或等于55％且小于或等于80％，大于或等于60％且小于或等于80％，大于或等于65％且小于或等于80％，大于或等于70％且小于或等于80％，大于或等于75％且小于或等于80％，大于或等于40％且小于或等于75％，大于或等于45％且小于或等于75％，大于或等于50％且小于或等于75％，大于或等于55％且小于或等于75％，大于或等于60％且小于或等于75％，大于或等于65％且小于或等于75％，大于或等于70％且小于或等于75％，大于或等于40％且小于或等于70％，大于或等于45％且小于或等于70％，大于或等于50％且小于或等于70％，大于或等于55％且小于或等于70％，大于或等于60％且小于或等于70％，大于或等于65％且小于或等于70％，大于或等于40％且小于或等于65％，大于或等于45％且小于或等于65％，大于或等于50％且小于或等于65％，
大于或等于55％且小于或等于65％，大于或等于60％且小于或等于65％，大于或等于40％且小于或等于60％，大于或等于45％且小于或等于60％，大于或等于50％且小于或等于60％，大于或等于55％且小于或等于60％，大于或等于40％且小于或等于55％，大于或等于45％且小于或等于55％，大于或等于50％且小于或等于55％，大于或等于40％且小于或等于50％，大于或等于45％且小于或等于50％，或者大于或等于40％且小于或等于45％。孔隙率可通过水银孔隙仪测量。
76.根据实施方式，用于过滤设备300的蜂窝过滤器400的数目和尺寸可以由在过滤设备300上实现某一压降所需的过滤表面积的所需量决定。在实施方式中，过滤表面积大于或等于60m2且小于或等于1500m2，例如，大于或等于250m2且小于或等于1500m2，大于或等于500m2且小于或等于1500m2，大于或等于750m2且小于或等于1500m2，大于或等于1000m2且小于或等于1500m2，大于或等于1250m2且小于或等于1500m2，大于或等于60m2且小于或等于1250m2，大于或等于250m2且小于或等于1250m2，大于或等于500m2且小于或等于1250m2，大于或等于750m2且小于或等于1250m2，大于或等于1000m2且小于或等于1250m2，大于或等于60m2且小于或等于1000m2，大于或等于250m2且小于或等于1000m2，大于或等于500m2且小于或等于1000m2，大于或等于750m2且小于或等于1000m2，大于或等于60m2且小于或等于750m2，大于或等于250m2且小于或等于750m2，大于或等于500m2且小于或等于750m2，大于或等于60m2且小于或等于500m2，大于或等于250m2且小于或等于500m2，或者大于或等于60m2且小于或等于250m2。
77.根据实施方式，可以基于过滤器400上的压降来选择过滤面积。压降将部分受空气通过侧壁110的透气部分110d进入到过滤设备300的进口速度(或流动速率)影响。根据实施方式，所述进口速度大于或等于0.2米/秒(m/s)且小于或等于5.0m/s，例如，大于或等于0.5m/s且小于或等于5.0m/s，大于或等于1.0m/s且小于或等于5.0m/s，大于或等于1.5m/s且小于或等于5.0m/s，大于或等于2.0m/s且小于或等于5.0m/s，大于或等于2.5m/s且小于或等于5.0m/s，大于或等于3.0m/s且小于或等于5.0m/s，大于或等于3.5m/s且小于或等于5.0m/s，大于或等于4.0m/s且小于或等于5.0m/s，大于或等于4.5m/s且小于或等于5.0m/s，大于或等于0.2m/s且小于或等于4.5m/s，大于或等于0.5m/s且小于或等于4.5m/s，大于或等于1.0m/s且小于或等于4.5m/s，大于或等于1.5m/s且小于或等于4.5m/s，大于或等于2.0m/s且小于或等于4.5m/s，大于或等于2.5m/s且小于或等于4.5m/s，大于或等于3.0m/s且小于或等于4.5m/s，大于或等于3.5m/s且小于或等于4.5m/s，大于或等于4.0m/s且小于或等于4.5m/s，大于或等于0.2m/s且小于或等于4.0m/s，大于或等于0.5m/s且小于或等于4.0m/s，大于或等于1.0m/s且小于或等于4.0m/s，大于或等于1.5m/s且小于或等于4.0m/s，大于或等于2.0m/s且小于或等于4.0m/s，大于或等于2.5m/s且小于或等于4.0m/s，大于或等于3.0m/s且小于或等于4.0m/s，大于或等于3.5m/s且小于或等于4.0m/s，大于或等于0.2m/s且小于或等于3.5m/s，大于或等于0.5m/s且小于或等于3.5m/s，大于或等于1.0m/s且小于或等于3.5m/s，大于或等于1.5m/s且小于或等于3.5m/s，大于或等于2.0m/s且小于或等于3.5m/s，大于或等于2.5m/s且小于或等于3.5m/s，大于或等于3.0m/s且小于或等于3.5m/s，大于或等于0.2m/s且小于或等于3.0m/s，大于或等于0.5m/s且小于或等于3.0m/s，大于或等于1.0m/s且小于或等于3.0m/s，大于或等于1.5m/s且小于或等于3.0m/s，大于或等于2.0m/s且小于或等于3.0m/s，大于或等于2.5m/s且小于或等于3.0m/s，大于或等于
0.2m/s且小于或等于2.5m/s，大于或等于0.5m/s且小于或等于2.5m/s，大于或等于1.0m/s且小于或等于2.5m/s，大于或等于1.5m/s且小于或等于2.5m/s，大于或等于2.0m/s且小于或等于2.5m/s，大于或等于0.2m/s且小于或等于2.0m/s，大于或等于0.5m/s且小于或等于2.0m/s，大于或等于1.0m/s且小于或等于2.0m/s，大于或等于1.5m/s且小于或等于2.0m/s，大于或等于0.2m/s且小于或等于1.5m/s，大于或等于0.5m/s且小于或等于1.5m/s，大于或等于1.0m/s且小于或等于1.5m/s，大于或等于0.2m/s且小于或等于1.0m/s，大于或等于0.5m/s且小于或等于1.0m/s，或者大于或等于0.2m/s且小于或等于0.5m/s。
78.根据本文公开和所述的实施方式的过滤器400可以任选地包括位于陶瓷或玻璃陶瓷过滤器表面上的膜，例如apt无机膜。膜包括但不限于二氧化硅、氧化锆、氧化钙、碳酸钙、硅酸盐、玻璃、玻璃陶瓷或水泥。应理解，向陶瓷或玻璃陶瓷过滤器的表面添加膜可以通过进一步限制通过过滤器的气流而能够影响过滤器上压降。
79.当灰尘和颗粒积聚在根据本文公开和所述的实施方式的陶瓷和/或玻璃陶瓷过滤器400的表面上时，所述陶瓷和/或玻璃陶瓷过滤器的表面将具有增加的过滤效率。不囿于理论，认为随着灰尘和其他颗粒物质积聚在陶瓷和/或玻璃陶瓷过滤器表面上，灰尘和颗粒将填充或阻挡陶瓷和/或玻璃陶瓷过滤器表面的一部分孔，从而使过滤器效率增加。然而，在运行一段时间后，该增加的过滤器效率达到平稳并且停止增加。此外，随着灰尘和其他颗粒积聚在陶瓷和/或玻璃陶瓷过滤器的表面上，在陶瓷和/或玻璃陶瓷过滤器上的压降增加。当陶瓷和/或玻璃陶瓷过滤器上的压降是陶瓷和/或玻璃陶瓷过滤器的初始压降的2至3倍时，计划清洁或再生陶瓷和/或玻璃陶瓷过滤器。虽然时间安排可根据工艺参数而变化，但是清洁间隔时间可以是2个月或更长，3个月或更长，或者4个月或更长。另外，不同于许多hepa过滤器和静电过滤器，陶瓷和玻璃陶瓷过滤器可以再生，这减少了垃圾填埋场中的废物量并降低了系统运行的长期成本。
80.根据实施方式，过滤器和/或壳体110可以包括帮助清洁被引入到过滤器中的空气的其他元件。例如，抗微生物或抗病毒剂，例如，可以将铜、银、金、康宁股份有限公司(corning inc.)制造的guardiant
tm
、钛、锌等结合到过滤器中以减少过滤后的空气中的微生物的数目。类似地，过滤器可包含抗真菌剂，其可以减少过滤后的空气中存在的霉菌和真空孢子的数目。此外，壳体可以包括紫外光设备，其用紫外光处理空气以杀灭细菌和病毒，从而减少进入到过滤后的空气中的细菌和病毒的数目。在一些实施方式中，壳体可以包括空调，其能够加热或冷却过滤后的空气，以使得在某些情况中，空气净化设备还可用作温度调节器。在实施方式中，壳体可以包括加湿器或除湿器，其调节过滤后的空气的湿度。
81.根据一个或多个实施方式，陶瓷和玻璃陶瓷过滤器采用物理壁过滤。它们的过滤效率随着灰尘的积聚而增加。然而，灰尘积聚还使压降增加，因此，要周期性再生过滤器以将压降保持在操作窗口内。用于再生的方法是已知的。过滤器容尘量——以及维护间隔——由这些压降要求决定。根据实施方式所述的系统被设计为不超过每季度一次，通常是每年一次或者甚至更不频繁地进行再生。
82.通常，大约0.2
–
0.4μm的颗粒是最难过滤的。不幸的是，这些颗粒构成了pm2.5和pm1的大部分。根据实施方式，不具有膜的清洁过滤器对于0.2
–
0.4μm的颗粒的过滤效率(fe)大于或等于60％，例如，大于或等于60％且小于或等于85％，大于或等于65％且小于或等于85％，大于或等于70％且小于或等于85％，大于或等于75％且小于或等于85％，大于或
等于80％且小于或等于85％，大于或等于60％且小于或等于80％，大于或等于65％且小于或等于80％，大于或等于70％且小于或等于80％，大于或等于75％且小于或等于80％，大于或等于60％且小于或等于75％，大于或等于65％且小于或等于75％，大于或等于70％且小于或等于75％，大于或等于60％且小于或等于70％，大于或等于65％且小于或等于70％，或者大于或等于60％且小于或等于65％。对于小于或大于0.2
–
0.4μm的颗粒，fe应更大。在空气最终将被过滤多次的封闭环境中，这些过滤器是可接受的。另外，随着灰尘在过滤器表面上积聚，fe将增加。
83.根据上文所述实施方式的具有膜的过滤器，取决于膜的规格和系统要求，对于尺寸为0.2
–
0.4μm的颗粒，所述过滤器的清洁fe大于或等于90％，或者大于或等于95％。根据实施方式，可基于周围状况改变fe。例如，如果风一般较大，则需要较高的fe来形成空气洁净泡罩。相反，在周围pm高的情况中，可以采用较低的清洁fe，并且允许pm在过滤器表面积聚，从而随着pm在过滤器上结块，增加fe。
84.再次参考图1a、图1b和图2，含有颗粒的周围空气通过壳体110的透气部分110d进入空气净化系统100，其中，周围空气进入过滤设备300并且在进入到壳体110中的腔体112中之前得到过滤。该过滤后的空气接着沿着壳体110的纵轴在朝向壳体的第二端110b的方向上行进。过滤后的空气在壳体110的第二端110b处离开壳体110，其中，过滤后的空气被引入到空气重定向结构120中，该空气重定向结构位于壳体110的第二端110b处，并且将过滤后的空气径向地重定向离开壳体110并朝向壳体的第一端110a重定向，其中，过滤后的空气通过壳体110的透气部分110d被引入到空气净化系统100中。当空气净化系统100运行时，该过程自身不断重复并且产生了空气洁净区，所述空气洁净区从空气重定向结构120延伸向壳体110的第一端110a。下文将更详细描述空气重定向结构120。
85.如图1a描绘的实施方式所示，空气重定向结构120包括多个弯曲挡件120a——未将其全部标记出——其位于壳体110的第二端处。但是，在一些实施方式中，空气重定向结构120可以是看上去在壳体110的顶部上的伞的单一结构。在空气重定向结构120是单一结构的这些实施方式中，空气重定向结构120可以包括通气孔或者可以由多孔材料制成，所述这多孔材料允许一定的空气渗透通过空气重定向结构120。无论空气重定向结构120是单一结构还是多个挡件120a，例如图1a所示，空气重定向结构120的功能是为了将离开壳体110的第二端110b的空气从壳体110的纵轴111径向向外引导(即，在图1(2)中的z方向和y方向上)，并且引导向壳体110的第一端110a(即，在负y方向上)。通过以这种方式对离开壳体110的第二端110b的空气重定向，经过重定向的空气可以通过壳体110的透气部分110d再次进入空气净化系统100，并且可以循环通过过滤器及离开壳体110的第二端110b。
86.根据实施方式，空气重定向设备120的直径(或者在非圆形几何形状中为宽度)大于或等于0.8m且小于或等于20.0m，例如，大于或等于2.5m且小于或等于20.0m，大于或等于5.0m且小于或等于20.0m，大于或等于7.5m且小于或等于20.0m，大于或等于10.0m且小于或等于20.0m，大于或等于12.5m且小于或等于20.0m，大于或等于15.0m且小于或等于20.0m，大于或等于17.5m且小于或等于20.0m，大于或等于0.8m且小于或等于17.5m，大于或等于2.5m且小于或等于17.5m，大于或等于5.0m且小于或等于17.5m，大于或等于7.5m且小于或等于17.5m，大于或等于10.0m且小于或等于17.5m，大于或等于12.5m且小于或等于17.5m，大于或等于15.0m且小于或等于17.5m，大于或等于0.8m且小于或等于15.0m，大于或等于
2.5m且小于或等于15.0m，大于或等于5.0m且小于或等于15.0m，大于或等于7.5m且小于或等于15.0m，大于或等于10.0m且小于或等于15.0m，大于或等于12.5m且小于或等于15.0m，大于或等于0.8m且小于或等于12.5m，大于或等于2.5m且小于或等于12.5m，大于或等于5.0m且小于或等于12.5m，大于或等于7.5m且小于或等于12.5m，大于或等于10.0m且小于或等于12.5m，大于或等于0.8m且小于或等于10.0m，大于或等于2.5m且小于或等于10.0m，大于或等于5.0m且小于或等于10.0m，大于或等于7.5m且小于或等于10.0m，大于或等于0.8m且小于或等于7.5m，大于或等于2.5m且小于或等于7.5m，大于或等于5.0m且小于或等于7.5m，大于或等于0.8m且小于或等于5.0m，大于或等于2.5m且小于或等于5.0m，或者大于或等于0.8m且小于或等于2.5m。
87.在实施方式中，空气净化系统的高度大于或等于0.5m且小于或等于17.5m，例如，大于或等于2.5m且小于或等于17.5m，大于或等于5.0m且小于或等于17.5m，大于或等于7.5m且小于或等于17.5m，大于或等于10.0m且小于或等于17.5m，大于或等于12.5m且小于或等于17.5m，大于或等于15.0m且小于或等于17.5m，大于或等于0.5m且小于或等于15.0m，大于或等于2.5m且小于或等于15.0m，大于或等于5.0m且小于或等于15.0m，大于或等于7.5m且小于或等于15.0m，大于或等于10.0m且小于或等于15.0m，大于或等于12.5m且小于或等于15.0m，大于或等于0.5m且小于或等于12.5m，大于或等于2.5m且小于或等于12.5m，大于或等于5.0m且小于或等于12.5m，大于或等于7.5m且小于或等于12.5m，大于或等于10.0m且小于或等于12.5m，大于或等于0.5m且小于或等于10.0m，大于或等于2.5m且小于或等于10.0m，大于或等于5.0m且小于或等于10.0m，大于或等于7.5m且小于或等于10.0m，大于或等于0.5m且小于或等于7.5m，大于或等于2.5m且小于或等于7.5m，大于或等于5.0m且小于或等于7.5m，大于或等于0.5m且小于或等于5.0m，大于或等于2.5m且小于或等于5.0m，或者大于或等于0.5m且小于或等于2.5m。
88.根据实施方式并且参考图5，空气重定向结构120具有曲率角α，其从水平线h(l)延伸到与空气重定向结构120的端部相切的线t。气流500离开壳体的第二端110b并且以沿着空气重定向结构120的下侧的箭头所示的方向被引导。因此，曲率角α越大，空气重定向结构120越易于将从壳体的第二端110b离开的空气朝向壳体的透气部分引导。例如，当曲率角α接近0
°
时，从壳体的第二端110b离开的空气将以更大的径向从壳体的纵轴向外引导。但是，当曲率角α接近90
°
时，从壳体的第二端110b离开的空气将被引导向壳体的透气部分(即，在图1a所示的实施方式中向下引导)。因此，通过调节空气重定向结构120的曲率角α，可以改变由空气净化系统形成的空气洁净区的尺寸。例如，空气重定向结构120的曲率角α越低，则空气洁净区的直径将越大。下文将更详细描述空气重定向结构120的曲率角α与空气洁净区的直径之间的关系。
89.如图1a描绘的实施方式所示，根据实施方式，空气重定向结构120包括多个挡件120a。根据实施方式，每个单独的挡件120a可以具有相同的曲率角α，或者与任何其他挡住件120不同的曲率角α。根据图1a描绘的实施方式，挡件120a均具有相同的曲率角α。因此，当空气离开壳体110的第二端110b时，空气被均匀地从壳体110的纵轴径向地引导并且引导向壳体110的透气部分110d。在这些实施方式中，挡件120a围绕壳体的第二端110b均匀间隔。
90.然而，可以改变曲率角α，即使在每个挡件120a具有相同的曲率角α的实施方式中也如此。例如，在一个或多个实施方式中，挡件120a可以连接到活塞或发动机，其能够沿着y
轴移动挡件120a。随着挡件在正y方向上移动(在图1a中向上移动)，曲率角α将增加，从而造成空气洁净区的尺寸减小。类似地，随着挡件120a在负y方向上移动(在图1a中向下移动)，曲率角α将减小，从而造成空气洁净区的尺寸减小。
91.现在参考图6a和6b，根据实施方式，挡件120a可以具有不同的曲率角α，并且可以围绕壳体110的第二端110b间歇定位。例如，根据实施方式，挡件被分成三组，120a具有最大曲率角α，120b具有中等曲率角α，并且120c具有最小曲率角。在实施方式中，具有最大曲率角α的挡件120a可以位于离壳体110的第二端110b最近的第一层上，具有最小曲率角α的挡件120c可以位于离壳体110的第二端110b最远的第三层上，并且具有中等曲率角α的挡件120b可以位于在第一层与第三层之间的第二层上。但应理解，各组挡件可以位于任何层上，例如，具有最大曲率角α的挡件120a可以位于三层中的任一层上，具有中等曲率角α的挡件120b可以位于三层中的任一层上，并且具有最小曲率角α的挡件120c可以位于三层中的任一层上。现在参考图6b，各个挡件组可以径向定位，以使得来自一个挡件组的挡件不与来自相同组的挡件相邻。例如，如图6b所示，具有最大曲率角α的挡件120a在一侧可以与具有中等曲率角α的挡件120b径向相邻，并且在另一侧可以与具有最小曲率角α的挡件120c径向相邻。同样地，具有中等曲率角的挡件120b在一侧可以与具有最大曲率角α的挡件120a径向相邻，并且在另一侧可以与具有最小曲率角的挡件120c径向相邻。同样地，具有最小曲率角α的挡件120c在一侧可以与具有中等曲率角α的挡件120b径向相邻，并且在另一侧可以与具有最大曲率角的挡件120a径向相邻。使挡件120a、120b和120c具有不同的曲率角可以提供分层的空气洁净区，其能够承受得住各种周围状况，例如疾风。
92.根据本文公开和所述的一个或多个实施方式，构成空气重定向结构120的多个挡件可以包括空气导管以将从壳体的第二端110b离开的过滤后的空气从壳体110的纵轴111更加精确地径向引导并引导向壳体110的透气部分110d。参考图7a，现将描述在其中包括导管121的挡件120a。在图7a所示的实施方式中，挡件120a被设计成叶片的样子，并且具有位于挡件120a的中心中的导管121以及凸缘122——未全部标记出——其从导管121延伸。应理解，在一些实施方式中，挡件120a不包括凸缘122。还应理解，根据实施方式，导管121和凸缘122可以以任何合适的形状来构造。来自壳体110的第二端110b的空气500在导管121的第一端121a处进入导管121，穿过导管121，并且在导管121的第二端121b处离开导管121。因此，导管121的第一端121a与壳体110的第二端110b流体连接，使得从壳体110的第二端110b离开的空气按路径被引导到导管121并通过导管121。虽然图7a描绘的挡件120a是线性的，但是这仅是出于说明的目的，具有导管121的挡件120a也具有曲率角，例如，如图5所示。因此，导管121的第二端121b被定位成将离开导管121的空气500引导向壳体110的透气部分110d。
93.现在参考图7b，挡件120a被设计成叶片的样子，并且具有位于挡件120a的中心中的导管121以及凸缘122——未全部标记出——其从导管121延伸。应理解，根据实施方式，导管121和凸缘122可以以任何合适的形状来构造。在图7b描绘的实施方式中，凸缘122与导管121流体连接，以使得来自壳体110的第二端110b的空气500在导管121的第一端121a处进入导管121，穿过导管121，并且随着空气穿过导管，从各个凸缘122离开。在空气到达导管121的第二端121b时仍未通过各个凸缘122中的一个凸缘离开的任何空气将在导管121的第二端121b处离开导管121。因此，导管121的第一端121a与壳体110的第二端110b流体连接，
使得从壳体110的第二端110b离开的空气按路径被引导到导管121并通过导管121。为了确保从导管121到凸缘122有平稳的气流，导管121与凸缘122之间的角大于或等于0
°
且小于或等于30
°
，例如，大于或等于10
°
且小于或等于30
°
，大于或等于20
°
且小于或等于30
°
，或者大于或等于20
°
且小于或等于25
°
。应理解，根据实施方式各个凸缘122相对于导管121可以具有不同的角，在一些实施方式中，各个凸缘122相对于导管121具有相同的角。虽然图7b描绘的挡件120a是线性的，但是这仅是出于说明的目的，具有导管121的挡件120a也具有曲率角，例如，如图5所示。因此，导管121的第二端121b以及凸缘122被定位成将离开导管121和凸缘122的空气500引导向壳体110的透气部分110d。
94.现在参考图8，挡件120a、120b、120c包括导管，其与壳体110的第二端110b流体连接，使得从壳体110的第二端110b离开的空气被引导通过挡件120a、120b、120c中的导管。挡件120a,120b,120c中的导管可以通过任何合适的机构流体连接到壳体110的第二端110b，例如，喷嘴、软管等。
95.在其中具有导管的挡件120a,120b,120c被构造成具有三种不同的曲率角α。挡件120a具有最大的曲率角α，挡件120b具有中等曲率角α，并且挡件120c具有最小曲率角α。根据实施方式，挡件120a的曲率角α可以大于或等于60
°
且小于或等于90
°
，挡件120b的曲率角α可以大于或等于30
°
且小于或等于60
°
并且与挡件120a的曲率角不同，挡件120c的曲率角α可以大于或等于0
°
且小于或等于30
°
并且与挡件120a和挡件120b的曲率角不同。根据实施方式，曲率角α大于或等于15
°
且小于或等于30
°
，例如，大于或等于45
°
且小于或等于60
°
，大于或等于75
°
且小于或等于90
°
，大于或等于0
°
且小于或等于15
°
，大于或等于30
°
且小于或等于45
°
，或者大于或等于60
°
且小于或等于75
°
。应理解，挡件可以具有任何曲率角α。根据实施方式，壳体110的第二端110b可被分布几个部分区域。该部分区域的数目可以与具有某曲率角α的挡件类型的数目匹配。例如，在图8描绘的实施方式中，存在18个挡件，它们被分成三种类型的挡件120a,120b,120c，因此，壳体的第二端110b被分成18个区域，其中，每种类型的挡件120a,120b,120c连接六个区域。旋转阀等用于控制从壳体110的第二端110b到与挡件120a,120b或120c的一种类型相关的六个挡件中的流动。
96.现在参考图9a，各个挡件可以径向定位，以使得来自一个挡件组的挡件不与来自相同组的挡件相邻。例如，如图9a所示，具有最大曲率角α的挡件120a在一侧可以与具有中等曲率角α的挡件120b径向相邻，并且在另一侧可以与具有最小曲率角α的挡件120c径向相邻。同样地，具有中等曲率角的挡件120b在一侧可以与具有最大曲率角α的挡件120a径向相邻，并且在另一侧可以与具有最小曲率角的挡件120c径向相邻。同样地，具有最小曲率角α的挡件120c在一侧可以与具有中等曲率角α的挡件120b径向相邻，并且在另一侧可以与具有最大曲率角的挡件120a径向相邻。在空气重定向结构120中对所有数目的挡件120a,120b,120c重复这种模式。在图9a所示的实施方式中，空气重定向结构120包括18个挡件，每种类型120a、120b和120c有六个挡件，并且壳体的第二端110b被分成与每个挡件相关的18个区域。在另外的实施方式中，空气重定向结构可以包括任何数目的挡件和任何数目的挡件类型，其中，挡件的类型由曲率角决定。图9b是具有这种挡件布局类型的空气净化系统100的侧视图，其中，挡件被构造成棕榈树叶的样子，并且图9c是具有这种挡件布局类型的空气重定向结构120的顶视图，其中，挡件被构造成棕榈树叶的样子。
97.虽然图9a
–
9c描绘的实施方式具有18个挡件，但是其他实施方式可以具有不同数
目的挡件。根据实施方式，空气重定向结构可以具有大于或等于8且小于或等于30个挡件，例如，大于或等于10且小于或等于30个挡件，大于或等于12且小于或等于30个挡件，大于或等于14且小于或等于30个挡件，大于或等于16且小于或等于30个挡件，大于或等于18且小于或等于30个挡件，大于或等于20且小于或等于30个挡件，大于或等于22且小于或等于30个挡件，大于或等于24且小于或等于30个挡件，大于或等于26且小于或等于30个挡件，大于或等于28且小于或等于30个挡件，大于或等于8且小于或等于28个挡件，大于或等于10且小于或等于28个挡件，大于或等于12且小于或等于28个挡件，大于或等于14且小于或等于28个挡件，大于或等于16且小于或等于28个挡件，大于或等于18且小于或等于28个挡件，大于或等于20且小于或等于28个挡件，大于或等于22且小于或等于28个挡件，大于或等于24且小于或等于28个挡件，大于或等于26且小于或等于28个挡件，大于或等于8且小于或等于26个挡件，大于或等于10且小于或等于26个挡件，大于或等于12且小于或等于26个挡件，大于或等于14且小于或等于26个挡件，大于或等于16且小于或等于26个挡件，大于或等于18且小于或等于26个挡件，大于或等于20且小于或等于26个挡件，大于或等于22且小于或等于26个挡件，大于或等于24且小于或等于26个挡件，大于或等于8且小于或等于24个挡件，大于或等于10且小于或等于24个挡件，大于或等于12且小于或等于24个挡件，大于或等于14且小于或等于24个挡件，大于或等于16且小于或等于24个挡件，大于或等于18且小于或等于24个挡件，大于或等于20且小于或等于24个挡件，大于或等于22且小于或等于24个挡件，大于或等于8且小于或等于22个挡件，大于或等于10且小于或等于22个挡件，大于或等于12且小于或等于22个挡件，大于或等于14且小于或等于22个挡件，大于或等于16且小于或等于22个挡件，大于或等于18且小于或等于22个挡件，大于或等于20且小于或等于22个挡件，大于或等于8且小于或等于20个挡件，大于或等于10且小于或等于20个挡件，大于或等于12且小于或等于20个挡件，大于或等于14且小于或等于20个挡件，大于或等于16且小于或等于20个挡件，大于或等于18且小于或等于20个挡件，大于或等于8且小于或等于18个挡件，大于或等于10且小于或等于18个挡件，大于或等于12且小于或等于18个挡件，大于或等于14且小于或等于18个挡件，大于或等于16且小于或等于18个挡件，大于或等于8且小于或等于16个挡件，大于或等于10且小于或等于16个挡件，大于或等于12且小于或等于16个挡件，大于或等于14且小于或等于16个挡件，大于或等于8且小于或等于14个挡件，大于或等于10且小于或等于14个挡件，大于或等于12且小于或等于14个挡件，大于或等于8且小于或等于12个挡件，大于或等于10且小于或等于12个挡件，或者大于或等于8且小于或等于10个挡件。根据实施方式，挡件可以被均等地分成具有某曲率角α的组，如在图9a
–
9c中所示，其中，三组挡件(120a、120b、120c)中的每一组具有6个挡件。然而，在实施方式中，挡件不被均等地分成具有某曲率角α的组。
98.根据实施方式，可以控制具有不同曲率角的挡件120a、120b和120c的类型，以提供尺寸不同的空气洁净区。例如，可以使用旋转阀来向一种类型的挡件(例如120a)提供气流，同时限制气流到其他类型的挡件，例如120b和120c。通过仅向挡件120a提供气流，可以实现具有较小半径的空气洁净区。同样地，可以使用旋转阀来向一种类型的挡件(例如120b)提供气流，同时限制气流到其他类型的挡件，例如120a和120c。通过仅向挡件120b提供气流，可以实现具有中等半径的空气洁净区。而且，可以使用旋转阀来向一种类型的挡件(例如120c)提供气流，同时限制气流到其他类型的挡件，例如120a和120b。通过仅向挡件120c提
供气流，可以实现具有较大半径的空气洁净区。可对旋转阀进行编程，以根据周围状况提供不同半径的空气洁净区。例如，控制旋转阀的控制器还可以监测风速，并且当风速高时，旋转阀可以开启挡件120a，以提供受风影响较小的具有小半径的空气洁净区。然而，当风速是微风(slight)时，旋转阀可以开启挡件120b，以提供具有中等半径的空气洁净区，并且当几乎没有风时，旋转阀可以开启挡件120c，以提供具有大半径的空气洁净区，其将使更多的人利用空气洁净区。类似地，当pm水平高时，可以使用具有较小半径的空气洁净区，并且当pm水平低时，可以使用具有较大半径的空气洁净区。
99.在实施方式中，单独的阀可以用于单独地控制每个挡件120a、120b、120c。这些单独的阀可以由控制器控制，例如，可编程序逻辑控制器(plc)。plc和阀可以用于单独地开启或关闭任何一个具有小曲率角的挡件120a，开启或关闭任何一个具有中等曲率角的挡件120b，或者开启或关闭任何一个具有大曲率角的挡件120c。通过允许单独控制每个挡件，这种类型的系统可用于最终控制空气洁净区。例如，运动检测器等可用于监测在空气净化系统100的任何位置处的人数，如果在空气净化系统100的一侧检测到比空气净化系统的另一侧有更多人数，则可以使用plc在存在较多人数的空气净化系统100的一侧上开启具有最大曲率角α的挡件120c，并且在存在较少人数的空气净化系统100的一侧上开启具有最小曲率角α的挡件120a。由此，在存在较多人数的空气净化系统100的一侧上具有半径较大的空气洁净区，而在聚焦有较少人数的空气净化系统的一侧上具有半径较小的空气洁净区。
100.参考图10a，将描述在其中具有导管的挡件的第二种结构。在图10a描绘的实施方式中，壳体的第二端110b被分成基于同心圆的三个区域120a、120b和120c。挡件120a、120b和120c中的每种类型连接到壳体的第二端110b上的对应区域。图10b是具有这种挡件结构的空气净化系统100的侧视图，其中，类型120c的挡件与类型120a的挡件和类型120b的挡件重叠。图10c是具有这种挡件结构的空气重定向结构的顶视图，其中，类型120c的挡件与类型120a的挡件和类型120b的挡件重叠。
101.再次参考图10a，通过阀(例如旋转阀)来控制壳体的第二端110b上的区域120a,120b,120c的开启或关闭，以将气流提供到不同类型的挡件120a、120b、120c中。例如，可以使用旋转阀来向一种类型的挡件(例如120a)提供气流，同时限制气流到其他类型的挡件，例如120b和120c。通过向壳体的第二端110b的区域120a提供气流，形成了具有较小半径的空气洁净区。同样地，可以使用旋转阀来向一种类型的挡件(例如120b)提供气流，同时限制气流到其他类型的挡件，例如120a和120c。通过向壳体的第二端110b的区域120b提供气流，可以实现具有中等半径的空气洁净区。而且，可以使用旋转阀来向一种类型的挡件(例如120c)提供气流，同时限制气流到其他类型的挡件，例如120a和120b。通过向壳体的第二端110b的区域120c提供气流，可以实现具有较大半径的空气洁净区。可对旋转阀进行编程，以根据周围状况提供不同半径的空气洁净区。例如，控制旋转阀的控制器还可以监测风速，并且当风速高时，旋转阀可以开启挡件120a，以提供受风影响较小的具有小半径的空气洁净区。然而，当风速是微风(slight)时，旋转阀可以开启挡件120b，以提供具有中等半径的空气洁净区，并且当几乎没有风时，旋转阀可以开启挡件120c，以提供具有大半径的空气洁净区，其将使更多的人利用空气洁净区。类似地，当pm水平高时，可以使用具有较小半径的空气洁净区，并且当pm水平低时，可以使用具有较大半径的空气洁净区。
102.现将参考图11更详细地描述根据实施方式所述的空气洁净区。空气重定向结构
120包括多个挡件120a，其将过滤后的空气从壳体110的第二端110b输送到挡件120a，如上所述，根据一些实施方式，挡件120a可以包含导管。根据一些实施方式，在给定时间向仅向具有某曲率角的挡件提供空气，并且该空气从纵轴111径向向外喷射到周围中，并且射向壳体110的透气部分110d，在图11中，其主要向下喷射。喷射的空气的方向可以由挡件的曲率决定以及通过将挡件上的凸缘指向壳体的透气部分110d决定。当将来自壳体110的第二端110b的空气提供给具有大曲率角的挡件时，从这些挡件喷射的空气500a提供具有小半径的空气清洁区。当周围风速高时，具有较小半径的空气清洁区是可取的。当将来自壳体110的第二端110b的空气提供给具有中等曲率角的挡件时，从这些挡件喷射的空气500b提供具有中等半径的空气清洁区。当周围风速是微风(slight)时，具有中等半径的空气清洁区是可取的。当将来自壳体110的第二端110b的空气提供给具有小曲率角的挡件时，从这些挡件喷射的空气500c提供具有大半径的空气清洁区。当周围风速低时，具有大半径的空气清洁区是可取的。类似地，当pm水平高时，可以使用具有较小半径的空气洁净区，并且当pm水平低时，可以使用具有较大半径的空气洁净区。
103.根据实施方式，空气洁净区的半径大于或等于1.0米(m)且小于或等于10.0m，例如，大于或等于2.0m且小于或等于10.0m，大于或等于3.0m且小于或等于10.0m，大于或等于4.0m且小于或等于10.0m，大于或等于5.0m且小于或等于10.0m，大于或等于6.0m且小于或等于10.0m，大于或等于7.0m且小于或等于10.0m，大于或等于8.0m且小于或等于10.0m，大于或等于9.0m且小于或等于10.0m，大于或等于1.0m且小于或等于9.0m，大于或等于2.0m且小于或等于9.0m，大于或等于3.0m且小于或等于9.0m，大于或等于4.0m且小于或等于9.0m，大于或等于5.0m且小于或等于9.0m，大于或等于6.0m且小于或等于9.0m，大于或等于7.0m且小于或等于9.0m，大于或等于8.0m且小于或等于9.0m，大于或等于1.0m且小于或等于8.0m，大于或等于2.0m且小于或等于8.0m，大于或等于3.0m且小于或等于8.0m，大于或等于4.0m且小于或等于8.0m，大于或等于5.0m且小于或等于8.0m，大于或等于6.0m且小于或等于8.0m，大于或等于7.0m且小于或等于8.0m，大于或等于1.0m且小于或等于7.0m，大于或等于2.0m且小于或等于7.0m，大于或等于3.0m且小于或等于7.0m，大于或等于4.0m且小于或等于7.0m，大于或等于5.0m且小于或等于7.0m，大于或等于6.0m且小于或等于7.0m，大于或等于1.0m且小于或等于6.0m，大于或等于2.0m且小于或等于6.0m，大于或等于3.0m且小于或等于6.0m，大于或等于4.0m且小于或等于6.0m，大于或等于5.0m且小于或等于6.0m，大于或等于1.0m且小于或等于5.0m，大于或等于2.0m且小于或等于5.0m，大于或等于3.0m且小于或等于5.0m，大于或等于4.0m且小于或等于5.0m，大于或等于1.0m且小于或等于4.0m，大于或等于2.0m且小于或等于4.0m，大于或等于3.0m且小于或等于4.0m，大于或等于1.0m且小于或等于3.0m，大于或等于2.0m且小于或等于3.0m，或者大于或等于1.0m且小于或等于2.0m。
104.为了实现上述空气洁净区的半径，离开壳体的第二端110b的空气应具有足够的速度来克服射流扩散并将被引导的洁净空气带离挡件并建立具有期望半径的空气洁净区。在实施方式中，离开壳体110的第二端110b的空气速度大于或等于1.0m/s且小于或等于20.0m/s，例如，大于或等于2.5m/s且小于或等于20.0m/s，大于或等于5.0m/s且小于或等于20.0m/s，大于或等于7.5m/s且小于或等于20.0m/s，大于或等于10.0m/s且小于或等于20.0m/s，大于或等于12.5m/s且小于或等于20.0m/s，大于或等于15.0m/s且小于或等于
20.0m/s，大于或等于17.5m/s且小于或等于20.0m/s，大于或等于1.0m/s且小于或等于17.5m/s，大于或等于2.5m/s且小于或等于17.5m/s，大于或等于5.0m/s且小于或等于17.5m/s，大于或等于7.5m/s且小于或等于17.5m/s，大于或等于10.0m/s且小于或等于17.5m/s，大于或等于12.5m/s且小于或等于17.5m/s，大于或等于15.0m/s且小于或等于17.5m/s，大于或等于1.0m/s且小于或等于15.0m/s，大于或等于2.5m/s且小于或等于15.0m/s，大于或等于5.0m/s且小于或等于15.0m/s，大于或等于7.5m/s且小于或等于15.0m/s，大于或等于10.0m/s且小于或等于15.0m/s，大于或等于12.5m/s且小于或等于15.0m/s，大于或等于1.0m/s且小于或等于12.5m/s，大于或等于2.5m/s且小于或等于12.5m/s，大于或等于5.0m/s且小于或等于12.5m/s，大于或等于7.5m/s且小于或等于12.5m/s，大于或等于10.0m/s且小于或等于12.5m/s，大于或等于1.0m/s且小于或等于10.0m/s，大于或等于2.5m/s且小于或等于10.0m/s，大于或等于5.0m/s且小于或等于10.0m/s，大于或等于7.5m/s且小于或等于10.0m/s，大于或等于1.0m/s且小于或等于7.5m/s，大于或等于2.5m/s且小于或等于7.5m/s，大于或等于5.0m/s且小于或等于7.5m/s，大于或等于1.0m/s且小于或等于5.0m/s，大于或等于2.5m/s且小于或等于5.0m/s，或者大于或等于1.0m/s且小于或等于2.5m/s。根据实施方式，离开壳体的第二端110b的空气的速度大于周围风速的速度。离开壳体110的第二端110b的空气的速度可以由设备130控制，其将周围空气吸到壳体110的透气部分110d中，例如，在设备130是风扇的情况中，通过增加风扇的速度来进行，或者在设备为泵的情况中，通过增加壳体110的腔体内的压力来进行。还应理解，可以基于要冷却的周围温度来控制离开壳体110的第二端110b的空气的速度。较高速度将提供更大的冷却效果，因此，当周围温度升高时，可以增加离开壳体110的第二端110b的空气的速度。
105.在吸烟区应用中，实施方式的空气净化系统促进了限制和捕捉香烟烟雾，因此限制了二手烟暴露。对于许多设置了吸烟区的餐馆、酒店、购物中心和办公楼，该特色是期望的。所述系统可紧邻建筑物部署，部署在狭窄的街道中，部署在俱乐部和机场中，诸如此类，以最大程度地减少二手烟暴露的可能性。在交通枢纽(例如汽车站、出租车候车处、停车场、地铁站、火车站)部署空气净化系统也可以减少车辆排放的暴露。此外，可以将从空气净化系统发出的空气洁净区的尺寸与公交车或火车客运以及车站时刻表同步，以便当公交车和火车经过而引起孤立的风事件时，减少空气洁净区的尺寸或增加从壳体的第二端排放的空气的速度。
106.在实施方式中，在壳体上可以放置一个或多个视觉显示器，例如在设备130附近，朝向空气重定向结构。视觉显示器可以显示周围状况，并且来自多个测量检测器的测量可以结合到空气净化系统中，例如但不限于在进口、出口以及离装置足够远处的pm传感器，以收集并显示有效性统计数据。温度和风的测量值可显示在视觉显示器上并且用于控制出口通气口，从而优化空气洁净区。视觉显示器还可显示信息，例如，公交车或火车时刻表、警示以及运输系统故障和状况。视觉显示器还可显示广告和娱乐，例如体育赛事、音乐会、集会等。
107.根据实施方式所述的空气净化系统也可以具有装饰性，以使得挡件模仿雕塑或植物的叶子，从而使空气净化系统美观。这些装饰性结构可使挡件加宽，以向站在或坐在挡件下方的人们提供额外的遮荫。此外，在这些部分中可包括太阳能模块以抵消一些的运行功
率要求。
108.实施例
109.通过以下实施例将进一步阐述实施方式。
110.已使用商业计算流体动力学(cfd)软件fluent对图12所示的系统实施方式的气流进行了建模，该气流被大量的静止空气包围着，fluent软件具有以下设置：
111.使用基于压力的求解程序在稳态下对空气流建模；
112.空气被视为不可压缩的流体，因为其速度远低于0.3马赫数。
113.建模单相流，因为已知pm紧随整体流的流线；
114.使用可实现的k-ε模型和标准(默认)湍流参数建模流动湍流；
115.对于外部空气流仿真，将过滤系统放置在大型模拟外壳内(大于系统尺寸的5倍)，并在模拟箱的边界处应用远场边界条件；
116.自适应网格用于确保在过滤系统附近具有良好的分辨率(任何系统特征上有至少5个网格单元)，远场使用较大的单元以减少仿真时间；
117.规定过滤系统的进口和出口位置处的空气流动速率，其代表了风扇的作用。在本研究中，未对系统内的内部流动明确建模，因为重点是外部空气流的分布；以及
118.运行仿真，直到所有残差(residual)收敛到低于1e-5
。
119.图12示出了空气净化系统的气流，其在进入壳体的透气部分中时，具有约1m/s的进口速度，并且在壳体的第二端处具有约6m/s的出口空气速度。建模约10,000m3/hr的空气通量。空气净化系统的高度为约3.4m，并且空气重定向结构的直径为约4mm。壳体的高度为约2m，并且壳体的直径为约1m。空气重定向结构的曲率角为约45
°
，并且空气重定向结构具有变化的曲率半径，使得空气洁净泡罩的半径大于或等于2m且小于或等于10m。
120.用于本实施例的过滤器为200/8gc1.0 gpf过滤器(由康宁股份有限公司制造的gc 200/8)，其具有200cpsi，8密耳的壁厚度，约55％的壁孔隙率，约13μm的孔直径d
50
。过滤器的直径为约144mm，并且长度为123mm，通道在两侧上被交替堵塞以迫使空气通过陶瓷壁。
121.如在图12中可见到的，形成了直径大于6m的大型空气洁净区600，在该空气洁净区中包含并循环大多数的空气。图12中的线是空气流线，根据局部速度着色。可以通过使用不同的出口通气口的组来调整该空气洁净区的尺寸——出口通气口或者在叶片上的较低位置(导致出口气流更加水平，因此泡罩较大)或叶片上的较高位置(导致出口气流更加垂直，因此泡罩较小)。
122.对本领域的技术人员显而易见的是，可以对本文所述的实施方式进行各种修改和变动而不偏离要求保护的主题的精神和范围。因此，本说明书旨在覆盖本文所述的各个实施方式的修改和变动，只要这些修改和变动在所附权利要求书及其等同内容的范围之内。