通過利用依靠附壁效應附著的吹風流和吸氣流進行混合的通風和氣浮除汙染的方法和裝置的製作方法
2023-12-09 11:59:36 2
專利名稱：通過利用依靠附壁效應附著的吹風流和吸氣流進行混合的通風和氣浮除汙染的方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於通風和氣浮除汙染(airborne decontamination)的方法和裝置，其目的在於降低懸浮在房間裡空氣中的沾染顆粒物的數量，其工作方式包括通過混合；採用兩個附壁效應；使用附著於天花板的一初級空氣噴流(blown primary jet)；以及使用附著於地板的一吸氣流。
背景技術：
在傳統上，空調方法在技術上是根據把空氣分布於被空調的房間裡的方式來分類。這樣，對房間進行空調的方法可分類如下通過用單向流使空氣像活塞那樣移動進行通風；通過用熱效應分層現象使空氣移動進行通風；區域通風；通過混合進行通風；以及通過局部的噴流進行通風。
在通風專業術語中，「初級空氣噴流」是指通過諸如格柵、多孔板、布風天花板之類的吹風口送入房間的、經過預先調理(冷卻、加熱、除去沾染物、加溼、除溼、…)的空氣。術語「總量空氣」是指被送入房間的初級空氣與逐漸地被初級空氣挾帶並與之混合的房間空氣的混合物。
在通過空氣活塞般移動(也稱為單向流動)或「層流房間」進行通風的方法中，佔據房間的整個斷面的單向初級空氣噴流使空氣移動。用房間的一個牆壁的斷面，一般是天花板或有時是側壁之一，作為把初級空氣吹入房間的表面。把空氣以一定的速度吹入房間，這個速度足以使空氣以平行移動的氣流通過房間到達相對的壁面(一般是地板)，這個壁面是多孔性的起吸氣表面的作用。還有一種常見的作法，通過在牆壁的底部安裝接近於地板的吸氣壁格柵來取走空氣。層流是用「活塞運動」的原理進行工作。初級空氣流的作用像注射器那樣推回被從房間抽取的被沾染的空氣。「層流」房間可用於達到非常低的沾染物濃度。被排出的空氣被一與建築物關連的空氣處理裝置取走，在其中這些空氣被過濾而除去沾染物並與新空氣混合。然後，這樣的空氣被通過裝有高效顆粒空氣(HEPA)過濾器的布風表面(一般是天花板)吹回到房間內。遍及整個被保護的房間，房間的整個斷面上的流動速度是大致均勻的，速度為0.3-0.5m/sec。吹風表面(blow surface)和吸氣表面(suction surface)可以布置成兩個相對的壁面(多孔的天花板和多孔的地板)；兩個互相垂直的壁面(天花板和牆壁底部的吸氣格柵)；從不在同一壁面上。
以層流方式吹入的空氣量需要10倍到100倍於用帶有紊流的混合通風裝置或依靠熱效應分層現象來移動空氣的裝置吹入的空氣量。此外，需要整個天花板裝上HEPA過濾器的壁面。與混合通風裝置(紊流房間)或依靠熱效應分層現象使空氣移動的通風裝置相比，使空氣像活塞那樣移動(層流)進行通風的各種裝置表現為投資成本較高，要高出一個數量級；以及能耗費用高約10倍。
此外，層流通風的、包括整個吹風壁面(天花板或牆壁)的結構物使得其不可能製成為移動式系統。使空氣像活塞那樣移動的通風裝置只能用於除去空氣中的沾染物和要求超清潔的場合，全然不能用於空調的目的，因為它太昂貴。
在依靠熱效應分層現象使空氣移動的通風方法中，在地板上或靠近地板設置一個或多個低溫空氣(冷空氣)布風器(diffuser)。這種方法依靠房間裡的空氣密度差進行工作。被通過底部送入房間的「新的」冷的並且比室內空氣重的初級空氣的層面逐漸地把室內空氣向上推(因為室內空氣較熱而浮在冷的空氣上面)。與空氣像活塞那樣移動的通風方法相比，利用熱效應分層現象的通風方法的費用較低。其用途主要是確保房間裡的人們處在舒適的溫度下。遺憾的是，其對溫度分布非常敏感，在氣浮除汙染(特別是細菌和黴菌)方面也不是很有效。此外，它採用的布風器很笨重而需要在地板上設置很強的結構支承物。它們也不能製造成移動式系統的形式。依靠熱效應分層現象移動空氣的通風裝置主要用於空調場合。
在區域通風(zone ventilation)方法中，其原理在於對房間裡的某些區域或容積進行處理，而對房間的其餘部分置之不顧。一般認為，區域通風的效果比通過在各被通風的區域裡進行混合的通風的效果好。但是，它對沾染物的全面衝淡效果較低，這通常導致對房間裡的沾染物的全面除去不大有效。
在採用混合的通風方法中，空氣的運動主要由噴入房間裡的一個或多個初級空氣噴流帶來的能量來完成。採用混合的方法的理論上的目標是為房間內的空氣建立均勻的狀態。為此，令噴入房間的一個或多個初級空氣噴流與室內的大量空氣混合。這種現象被稱為「誘導」。對於為房間裡的人建立較好的溫度舒適性，通過混合進行通風一般是較佳的。術語「有人」區域是表示房間裡經常有人在的那一部分。它通常是被限定為從有窗口的牆壁向房間內伸進50cm的一個表面、從其它各壁面向房間內伸進20cm、並延伸到地板上方180cm處的空間。通過混合進行通風的方法力圖把初級空氣與已在房間裡的空氣進行混合(儘可能達到完全均勻)，所以，房間裡空氣中的各種雜質和沾染物不僅被衝淡而毒性降低，而且通常被分布得更均勻。同樣，還能使室內溫度儘可能均勻，以免人們感到不舒適，這正是所希望的。遺憾的是，一個適度大小的房間的尺寸和布風器的數目一般要求以這樣的速度噴射初級空氣噴流(冷空氣)，即，如果人們正對著初級空氣噴流，這個速度可能超過需要舒適的人們所能接受的程度。通過混合進行通風的方法在技術上可細分為兩種型式用自由初級空氣噴流進行混合的通風；以及用依靠附壁效應附著的初級空氣噴流進行混合的通風。
在用自由初級空氣噴流進行混合的通風方法中，通過一般是安裝在房間的一個壁面(通常是天花板)的中央部分的布風器把初級空氣噴流噴入房間(通常是從上向下吹)。初級空氣噴流大致垂直地通過有人區域的包絡面(envelope)。室內空氣的運動幾乎是混亂的。初級空氣噴流幾乎是在與室內空氣進行任何明顯的混合之前到達室內的人們處。這往往會使人們感到溫度不舒適。
在用依靠附壁效應附著的初級空氣噴流進行混合的通風方法中，通過安裝在房間側壁上的某個區域(一般是接近天花板)的布風器把初級空氣噴流噴入房間，並且噴流的方向大致平行於並相切於房間的壁面(一般是天花板)。也就是說，是在有人區域之外，在有人區域的包絡面與初級空氣噴流所附著的壁面之間把初級空氣噴流噴入房間。這樣，初級空氣噴流沿著一個長的路逕行進並逐漸與室內的大量空氣混合，而後到達有人區域。這樣的布置因可使人們感受到更舒適的溫度而受到歡迎。
根據羅馬尼亞工程師Coanda在1910年為了航空的用途進行的許多實驗已經知道當一個空氣噴流被布置得足夠靠近一個諸如天花板的表面時，空氣噴流會變成附著於這個表面並保持與之接觸地繼續向前運動。這種現象被稱為附壁效應或表面效應。這是由於空氣噴流傾向於吸入與之接觸的周圍空氣並與之混合(擴散)。但是，在表面附近可能沒有空氣被吸入。這將導致空氣噴流與那個表面之間出現壓力降，從而使空氣噴流變成附著於那個表面。
本發明涉及利用依靠附壁效應附著於天花板的初級空氣噴流進行混合那種類型的通風方法，同時空氣被通過一個吸氣口以同樣也是依靠附壁效應附著於地板的吸氣流的形式抽出。在這種類型的通風中，在房間的大小使其可以被採用時，初級空氣噴流在其被逐漸「衝淡」之前能夠發揮其作用並能達到與其被噴出的壁面相反的一壁面。然後，整個空氣流繼續沿著該相反的壁面向前運動並隨後流回到接近地板的吸氣口。通過空氣從噴出表面走到吸氣表面，這形成了對有人區域的一種「包圍」。
通過用依靠附壁效應附著的初級空氣噴流進行混合的通風方法的初始實驗資料可追溯到1939年，那時Baturin和Hanzhonkov證明了由天花板和對著有人區域的相對的壁面偏轉的「倒流」現象。在Baturin和Hanzhonkov對形成的空氣流所作的結構形態分析中，他們的結論是空氣運動的形態取決於吹風格柵(表面)的安裝位置，而受吸氣格柵(表面)的結構和吸氣條件的影響很小。後來由Nelson、Steward、Bromleys、以及Gunes發表的理論著作給出了通過利用附壁的初級空氣噴流進行混合的通風方法中的溫度和速度的分布。Linke發表的另一理論著作指出存在著一個可恰當地用這一原理進行通風的房間的最大長度。他尤其證明對於附著於天花板的直線的初級空氣噴流，有一個在1,825到12,000範圍內的雷諾數，房間的長度不能超過其寬度的3倍，這樣才能建立起一個「包絡」流。
在房間的長度小於這一限制值(＜其寬度的約3倍)時，可得到一個包絡一單個區域的空氣流。下文將參照圖2給出這一現象的說明。這樣的房間稱為「短房間」。
超過這一限制值的房間稱為「長房間」。這樣的房間是可被空氣流「分隔的」。空氣的類似於在「短房間」裡可得到的運動的第一個環路運動由一個總的空氣噴流構成，該總的空氣噴流順著天花板隨後垂直向下流過有人區域的中央而回到水平地處在地板附近的吸氣表面。其它的渦流或稱「封閉的」空氣環流出現在第一環流和房間的另一端之間。下面將參照圖3給出這種現象的說明。
那些發表的理論和科學實驗研究文獻表明在不施加任何特定條件時(本發明推薦的關於平均吹風速度和平均吸氣速度的條件將在下文給出)；那麼，在到起作用的側壁(有吹風表面和吸氣表面的那個壁面)的水平距離約為房間的一個高度的地方會顯現一個「傾斜的幹擾分流空氣流(interfering shunt airflow)」。
這個「傾斜的幹擾分流空氣流」可能會從地板升起並傾斜地通過有人區域而向上流向吹風口。下文將參照圖2和3給出這種現象的說明。
在實施通過用附著的初級空氣噴流進行混合的房間通風方法方面，已經發表的關於空氣流動路線和空氣速度的著作只是論述了熱通風的應用場合。它們力圖確保有人區域的空氣速度和溫度儘可能宜人。在現有技術中，在實施通過用附著的初級空氣噴流進行混合的通風方法時一般尋求的效果是延長初級空氣噴流在進入有人區域之前在房間裡走過的距離。熟悉本技術領域的人[以發表了前面引用的科學著作的科學家團體為代表]迄今一直對通過把附著的初級空氣噴流進行混合而用於除去空氣中的漂浮沾染物，也就是以這種方式降低被通風的房間裡的懸浮的沾染顆粒物的數量的通風方法和實施這種方法的裝置不感興趣。如上所述，那些熟悉本技術領域的人基本上一直致力於通風的熱效應以及房間裡的人們的熱舒適性，甚至在他們的著作中認為可能會從利用依靠附壁效應附著於天花板的初級空氣噴流進行通風的房間的地板升起的「傾斜的幹擾分流空氣流」可導致產生他們認為是「有益的」的作用。那些熟悉本技術領域的人認為這種「傾斜的幹擾分流空氣流」可增強混合進而提高熱通風的有效性。因此，自然能夠理解那些熟悉本技術領域的人為什麼不想降低或消除「傾斜的幹擾分流空氣流」，儘管它在氣浮除汙染方面基本上是有害的。在那些熟悉本技術領域的人的通常思考框架中，氣浮除汙染的問題被認為是或者該問題很嚴重，並且可通過用單向流動使空氣像活塞那樣運動的通風方法來解決，儘管這種方法的主要缺點是費用高；或者該問題不太重要，並且可用那種用自由初級空氣噴流進行混合的通風方法來解決，或者，用那種用附著的初級空氣噴流進行混合的通風方法來解決，而不考慮到「傾斜的幹擾分流空氣流」(就是忽略它的不利後果)的影響；或者該問題非常小，在這種情況下，進行空氣的循環淨化就可以了，導致在除去沾染物方面不是很有效，從地板升起的帶有沾染顆粒物的並且可被「傾斜的幹擾分流空氣流」加強的幹擾空氣流可以被忽略。
本發明的主要目的是要達到從用附著的初級空氣噴流進行通風的方法的、已被公認的固有優點來得到好處，特別是要確保房間裡的人的舒適，並使其設備和運行費用要比用單向流動使空氣像活塞那樣運動的通風方法的費用低；以及還可適於用在要求高度除去沾染物和「超清潔」的應用場合。
為此，本發明力圖降低或消除已經沉降在地板上的沾染顆粒物再向上運動而回到漂浮狀態的現象，而這種現象在通過利用附著的空氣噴流進行通風的房間裡是經常出現的。這樣，本發明的主要目的是提供用於改善利用依靠附壁效應附著於天花板的初級空氣噴流進行通風的方法的設施，以力圖降低或消除有可能從地板升起的「傾斜的幹擾分流空氣流」的存在。本發明的次要目的是為獨立於建築物的結構的、除去空氣中的沾染物用的移動式裝置提供一種設計結構，這種裝置實施利用附著的初級空氣噴流進行通風的方法，但是不會出現「傾斜的幹擾分流空氣流」。
該獨立於建築物的結構的用於除去空氣中的沾染物的移動式裝置是按照衝淡空氣的原理工作，它類似於其內有紊流的房間的原理；也像淨化器那樣工作，採用局部噴流形式的通風。
本發明的間接技術背景包括在大致同一高度上基本上水平地吸進和吹出空氣的、用於除去空氣中的沾染物的移動式裝置。在這種類型的裝置中，可以提到Huehn、Deros和Bourque的美國專利6,425,932揭示的裝置。可以清楚地看到那種裝置不能吹出附著於天花板的一初級空氣噴流，也不能利用一附著於地板的被吸入的空氣流。
在間接的技術背景中，還有在高處吸入空氣而向低處吹出空氣的、用於除去空氣中的沾染物的移動式裝置。
Messina的美國專利5,240,478描述了一種在高處吸入空氣而向低處吹出空氣的HEPA過濾淨化器。
Matschke的美國專利5,612,001描述了一種在高處吸入空氣而向低處吹出空氣的紫外線(UV)燈淨化器。
Morrow和McLean的美國專利5,656,242描述了一種在高處吸入空氣而向低處吹出空氣的、帶有靜電過濾器的紫外線燈淨化器。
應能容易地理解這些在高處吸入空氣而向低處吹出空氣的淨化器不能建立附著於天花板的初級空氣噴流，這是因為它們向低處吹出的空氣流會促使從地板向上升起的、含有沾染物的幹擾空氣流的形成。
在間接的現有技術中，還有在低處吸入空氣而在高處吹出空氣的、用於除去空氣中的沾染物的移動式裝置，但是吹出空氣的高度距離天花板太遠，以至於吹出的初級空氣噴流不能依靠附壁效應附著於天花板。
Lansing的美國專利4,900,344揭示了一種過濾淨化器，它設有在地板層面上的底部吸氣型進風嘴和在一個不接近天花板的、低高度處的上部吹風嘴。
Knuth和Carey的美國專利5,997,619揭示了一種紫外線燈和過濾淨化器，它從低處的側面吸入空氣並在一個不接近天花板的低高度處吹出空氣。
Hammes的美國專利6,001,145揭示了一種過濾淨化器，它設有在地板層面上的底部吸氣型進風嘴以及在低高度處的上部吹氣口裝置，這個高度不能使初級空氣噴流附著於天花板。
Tillman和Smith的美國專利5,453,049揭示了一種矩形斷面的淨化器，它設有通過HEPA過濾器的寬的底部吸氣口和在低高度處的、通過一個小開口的垂向引導的頂部吹氣口，這個高度不能使初級空氣噴流附著於天花板。
Golstein的美國專利4,210,429揭示了一種紫外線燈和過濾淨化器，它有底部的側向吸氣口和在一個低高度處的上部側向吹風口，這個高度不能使初級空氣噴流附著於天花板。
這些淨化器都是採用局部噴流型式的。這些文件中沒有任何一個文件涉及利用依靠附壁效應附著於天花板的初級空氣噴流的裝置。也沒有任何文件描述用於降低或消除在地板與天花板之間的「傾斜的幹擾分流空氣流」的措施。
最後，還有一些從低處吸進空氣並向靠近天花板的高度處吹出空氣的、用於除去空氣中的沾染物的移動式裝置，它們在理論上能夠使初級空氣噴流依靠附壁效應變成附著於天花板。
Tepper、Suchomski和Mex的美國專利5,290,330揭示了一種獨立的用於除去空氣中的沾染物的裝置，其形狀是一個立式的長方體，設有皆為水平的底部吸氣口和頂部出氣口。用一垂向地設置在裝置內部的圓柱形過濾器濾芯除去空氣中的沾染物。該專利中說明，吸氣口和吹氣口是沿垂向隔開的，以確保空氣從天花板向地板運動。那個文件沒有說明依靠附壁效應使空氣噴流附著於天花板，也沒有說明依靠附壁效應使吸入氣流附著於地板。那個文件也沒有描述可能會從地板傾斜地向天花板上升的「傾斜的幹擾分流空氣流」的存在。該專利沒有描述用於避免這種現象的任何措施。最後，從它的附圖可以看出，它的吸氣格柵和吹風格柵的尺寸是類似的。其結果，吹風速度和吸氣速度是大致相等的。
Wetzel的美國專利5,225,167揭示了一種獨立的用於除去空氣中的佔染物的裝置，那個裝置大致呈長方體形狀，安裝在房間的牆壁上，並用紫外線燈和HEPA過濾器除去空氣中的沾染物。它是從靠近地板但到地板有一定距離的位置通過格柵吸進空氣。在靠近天花板處通過四分之一圓柱體形狀的HEPA過濾器吹出空氣。該專利沒有描述以任何方式依靠附壁效應使空氣噴流附著於天花板，也沒有描述依靠附壁效應使吸入空氣流附著於地板。四分之一圓柱體形狀的HEPA過濾器的吹風口有可能使吹出的初級空氣噴流傾斜地吹向地板，並且不利於初級空氣噴流依靠附壁效應變成附著於天花板。故意地放置成到地板有一個距離的吸氣口同樣不利於建立依靠附壁效應附著於地板的吸氣流。該專利沒有以任何方式描述可能會從地板升向天花板的「傾斜的幹擾分流空氣流」的存在。該專利沒有描述用於避免這種現象的任何措施。最後，從它的附圖可以看出，它的吸氣格柵和吹風格柵的尺寸是類似的。其結果，吹風速度和吸氣速度是大致相等的。
Tuckerman、Russel、Knuth和Carey的美國專利5,616,172是最接近本發明的現有技術。它揭示了一種獨立的除去空氣中的沾染物的移動式裝置，那種裝置大致呈長方體形狀，可放置成垂向地沿著被經處理的房間的牆壁。用紫外線燈和HEPA過濾器除去空氣中的沾染物。通過成形在裝置的底部與地板之間的、在地板層面上的吸氣形式的進風嘴從地板吸進空氣。吹風口布置在裝置的頂部，垂向地向天花板吹風。裝置的形狀是有意地做得細高，以增大進氣格柵與吹風格柵之間的距離，從而避免它們之間的「短路」。還描述了安裝在吹風格柵上的導風葉板，用以使從裝置的頂上吹出來的初級空氣噴流向天花板傾斜而使初級空氣噴流沿著天花板流動。雖然該專利沒有說清楚，但可以想像出是要使初級空氣噴流依靠附壁效應附著於天花板。但是，該專利認為用於避免吸氣格柵與吹風格柵之間的「分流現象」的措施只是在於儘可能拉開兩者之間的距離。那種布置確實是必要的。然而，如前面提到的專利文獻所述以及如下面將給出的解釋所示，那是不夠的。首先，該專利沒有考慮可能會從地板(在房間的中部)升起沿著傾斜的路徑通過有人區域向上向吹風口流去的「傾斜的幹擾分流空氣流」的存在。該專利只是關注了吸氣與吹風之間的直接「分流」，這是另一個問題。
所以，可以認為，這個專利對下列方面沒有推薦任何措施吸氣速度與吹風速度之間的比值；或有效吸氣面積與有效吹風面積之間的比值；儘管是拉大了進氣格柵與吹風格柵之間的距離，但那不是以降低或消除可能會從地板的中部升起流向天花板的「傾斜的幹擾分流空氣流」為目的。
沒有規定有效吸氣表面和有效吹風表面的相對尺寸。然而遺憾的是，如果不採取關於形狀和流動速度的這些具體的預防措施，前面提到的科學著作和下面將給出的解釋可證明吹風格柵與吸氣格柵之間的那個間隔對於消除「傾斜的幹擾分流空氣流」現象是不夠的。
如上所述，那些熟悉本技術領域的人認為在空氣運動中吸氣口是不太重要的，吸氣口只對它們的近處有影響。下文將表明，那些熟悉本技術領域的人在這一點上是錯誤的。可以說，現有技術一直沒有足夠地關注吸氣口的形狀和位置的影響。很明顯，迄今對這一課題尚未進行任何科學研究。
所以，很明顯，雖然通過利用依靠附壁效應附著於天花板的初級空氣噴流和附著於地板的吸氣流進行混合的通風方法是已知的並被廣泛地應用於空調領域熱量控制方面，但是，迄今它實際上還沒有被用於除去由於「傾斜的幹擾分流空氣流」現象而漂浮在空氣中的沾染物的領域，現有技術中一直沒有解決這種會使除去沾染物的性能下降的現象。
發明內容
本發明首先涉及一種通過利用依靠附壁效應附著於天花板的初級空氣噴流和附著於地板的吸氣流進行混合而給房間通風的方法。更具體地說，本發明涉及這種型式的通風方法，其中，把經過預先處理(加熱、冷卻、除去沾染物、加溼、除溼，…)的初級空氣噴流通過與一「處理」側壁(「treatment」side wall)對齊的、靠近天花板的吹風表面吹出，並且把吹風的方向角度[初級空氣噴流的各個部分的平均方向(mean direction)在吹風表面上的平均值]定向為朝向天花板(或平行於天花板)，使吹出的所述初級空氣噴流依靠附壁效應附著於天花板的表面。同時，以等同於初級空氣噴流的流量的一流量，通過一吸氣表面吸進一被髒汙的空氣流，該吸氣表面是大致垂向的並被放置為與同一處理側壁對齊並在房間的地板的附近。以這種方式，可確保貼近地板吸入空氣，吸氣流是大致水平的、平行於並依靠附壁效應附著於地板。
對利用附著於天花板的初級吹風空氣噴流和附著於地板的吸氣流進行混合的通風系統，本發明的發明人已經進行了經驗的實驗和計算機模擬，其結果表明在封閉的房間裡這種形式的通風可導致可能會從地板升起、沿著一向上傾斜的路徑流過有人區域、流向吹風口的一「傾斜的幹擾分流空氣流」的出現。現有技術中和前面提到的文獻中對這種現象都有充分的描述，但是迄今尚未發現旨在消除這種現象的任何措施。
以最簡單的形式來說，除了其它方面之外，本發明的通風方法在於要使平均吹風速度Vs(流經吹風表面的初級空氣噴流的各個部分的速度的平均值)低於平均吸氣速度Va(流經吸氣表面的被吸入空氣流的各個部分的速度的平均值)(Vs＜Va)。本發明的各發明人，通過用計算機模型和對實施這種方法的獨立的、用於除去房間裡空氣中的沾染物的裝置進行的空氣流測量已經發現在實施本發明的措施時，所述「傾斜的幹擾分流空氣流」現象可被大大地降低甚至消除。
圖1是表示在一個非通風的房間裡懸浮顆粒物下沉和回到漂浮的現象的示意側視圖。
圖2是表示在一個「短房間」裡空氣流的分布的示意側視圖，這個房間是被通風的(沒有特殊的預防措施)，通風方式是用吹出的附著於天花板的初級空氣噴流和附著於地板的吸氣流進行混合(複製於Muller的專利)。
圖3是表示在一個「長房間」裡空氣流的分布的示意側視圖，這個房間是被通風的(沒有特殊的預防措施)，通風方式是用附著於天花板的初級吹風空氣噴流和附著於地板的吸氣流進行混合(複製於Muller的專利)。
圖4a是一個示意側視圖，它表示對工作在一個被通風的房間裡的通風裝置(圖2所示的那種型式的)進行計算機模擬得到的空氣流分布，通風方式是按照本發明教授的、用附著於天花板的初級吹風空氣噴流和附著於地板的吸氣流進行混合。
圖4b是一個示意立體圖，它表示對工作在一個被按照本發明教授的、進行通風的房間裡的通風裝置(圖4a中所示的那種型式的)進行計算機模擬得到的空氣流分布，並且以一個放大視圖表示出用於圖4a的通風裝置的側壁上的有效吸氣表面和吹風表面，以便於比較它們的相對關係以及平均吸氣速度和吹風速度。
圖5a是運動的空氣流的一部分的示意圖，它便於分析地解釋用本發明可實現的優點以及能夠使「傾斜的幹擾分流空氣流」被消除。
圖5b是表示空氣流動分布圖的數字模擬條件的示意圖，這些流動分布圖是為本發明的獨立的、用於除去空氣中的漂浮物的裝置的樣機得出的。
圖5c是一個數值表，它給出用圖5b中所示的數值模擬計算得出的結果。
圖5d是表示圖5c中的結果的曲線圖。
圖6是對一個按照本發明教授的、工作在一個房間裡的獨立的除去沾染物裝置進行計算機模擬得到的空氣流的示意側視圖。
圖6a和6b是本發明的獨立的去除沾染物裝置的較大比例的剖視圖和立體圖。
圖6c是表示圖6d的裝置的工作的俯視圖，表示出了水平地產生的空氣流流線。
圖6d是圖6的獨立的去除沾染物裝置的進風嘴(intake nozzle)的較大比例的示意側視圖，並表示出了它對漂浮的沾染顆粒物和在地板層面上的顆粒物的作用。
圖6e是表示本發明的裝置連同它的吸氣流的示意立體圖。
圖7是表示一個按照本發明教授的、工作在一個房間裡的、除去沾染物裝置的工作原理和對漂浮物質的作用的示意側視圖。
圖8a和8b是圖6的獨立的除去沾染物裝置的吹風嘴的剖視圖和立體圖，並且表示出它的相對於天花板的位置。
圖8c到8h是幾個側視圖，它們表示調整吹風方向角度對用本發明的裝置進行的吹風的影響。
圖9a和9b是幾個側視圖，它們表示本發明推薦的、關於調整吸氣速度和吹風速度的方案的重要性。
圖10a是表示本發明的吹風嘴的第二實施例的詳細結構的立體圖。
圖11是表示本發明的進風嘴的一個較佳實施例的詳細結構的立體圖。
圖12是表示在本發明中為優選的、減小了厚度的垂向通風筒裝置(vertical trunkmeans)的一個實施例的立體圖。
圖13a和13b是表示在本發明中為優選的、高度可調整的垂向通風筒裝置的一個實施例的立體圖。
圖14a和14b是表示圖6的裝置的一個實施例的立體圖，這個裝置具有在本發明中為優選的一輔助進風嘴。
圖15a和15b是表示圖6的裝置的一個實施例的立體圖，這個裝置具有在本發明中為優選的一可伸展的吹風嘴(blow nozzle)。
具體實施例方式
圖1表示出一個普通的非通風的房間3。該房間3裡的室內空氣A中充滿大量的認為是漂浮物質的沾染顆粒物4，這些顆粒物在它們的自身重量和重力的作用下由於沉降作用5而被吸引到地板6的層面。其結果，以很低的垂向沉降速度5運動的沾染顆粒物4將逐漸地集聚在被高度沾染並與地板6接觸的很薄的空氣底層Cc裡。如果對房間3裡的沾染顆粒物4進行考察，在房間3的主容積內的懸浮物中，一部分的以沾染漂浮物質形式存在於懸浮狀態4a的沾染顆粒物4是很小的，儘管它對房間裡的人們1極端危險。在重力的作用下，由於來自於地板6的熱對流運動和布朗運動，另一部分的沾染顆粒物4以非常濃密的集聚沾染漂浮物質4b雲團的形式積聚在很薄的、高度沾染的空氣底層Cc裡。集聚的沾染漂浮物質4b的濃度越接近地板6越大。但是，存在於房間3裡的大部分沾染顆粒物4是粘著性顆粒物4c，在重力作用下長期下降之後，它們依靠它們的分子與地板6之間的相互作用產生的範德瓦爾力粘著於地板6。有人區域2是房間3裡經常存有人們1的那部分。通常它是被限定為從有窗口的牆壁51向房內縮進50cm的一個表面、從其它各壁面140向房內縮進20cm以及從地板6向上延伸到180cm處的一空間。
當人們1在房間3裡走動時產生擾動和在地板層面上的湍流7，繼而產生上升型的擾動流8，該擾動流又使在有人區域2的底部地板6層面上的某些集聚的沾染物4b和粘著的顆粒物4c回到懸浮狀態。在房間3裡以較小的比例出現了一種類似於天氣系統中生成了亂積雲形式的大雲團的現象。從安裝在天花板20裡的照明燈54來的或通過窗口51進來的光線53照在地板6上使之不均勻地受熱。其結果，在地板層面上產生強力向上的對流運動57，這又使集聚的沾染漂浮物質4b和在地板6上粘著顆粒物4c中的某些回到大量懸浮的狀態。這些沾染漂浮物質(4b、4c)上升到有人區域2的上部，以至到達人們1的嘴部和人們呼吸的區域9。其結果，被這些現象弄回到懸浮狀態的沾染漂浮物質(4b、4c)使處於懸浮狀態的沾染漂浮物質4a的濃度增大。增大了房間3裡的人們1吸入沾染漂浮物質的危險，因而使人們1遭受來自於空氣中漂浮的微生物的微生物沾染的可能性增大，而這可能釀成各種疾病(例如曲菌病、肺病……)。
現有技術廣泛地採用通過利用附著於天花板20的一初級吹風空氣噴流19和類似地附著於地板6的一吸氣流21進行混合的通風方法，兩者都是依靠附壁效應C。圖2和3表示出現有技術的通風方法怎樣用建築在包含房間3的建築物裡的一內置式通風裝置65進行通風。在現有技術中，把預先用內置式通風裝置65處理(即加熱、冷卻、除去沾染物、加溼、除溼、…)的初級空氣噴流19通過一壁面上的吹風口10吹入房間3，該吹風口10成形在「經處理的(treatment)」第一垂向牆壁52上並通過一吹風表面Ss開向房間3，而吹風表面Ss與經處理的垂向牆壁52對齊並接近天花板20。初級空氣噴流19沿著一吹風方向Is(初級空氣噴流19的各個部分的平均方向在吹風表面Ss上的平均值)吹出，而該吹風方向Is可以定向為朝著天花板20(或者通常如圖2和3中所示平行於天花板20)，以使所述初級空氣噴流19依靠附壁效應C附著於天花板20的表面。與初級空氣噴流19並行地，被髒汙了的空氣流21通過吸氣口11被吸出，吸出的流量等同於初級空氣噴流19的流量，吸氣口11成形在經處理的垂向牆壁52上並通過與同一經處理的垂向牆壁52對齊的大致垂向的吸氣表面(SA)開向房間3，但在房間3的地板6的附近。這可確保空氣A在地板6的層面上被以漸縮的、貼近地板6的吸氣流55的形式吸出，吸氣流55是大致水平的、平行於地板6的表面，並且依靠附壁效應C附著於地板6。初級空氣噴流19在有人區域2的外面，在有人區域2的包絡面63與它所附著的天花板20表面之間行進。其結果，初級空氣噴流19在到達有人區域2之前沿著一個長的路逕行進並逐漸與大量的室內空氣A混合。這種混合可使髒的空氣被新的空氣衝淡，可產生空調作用和除去沾染物的作用，這正是通風的目的。這種布置的優點是可使人們1感受到最舒適的溫度。內置式通風系統65包括一外部空氣處理裝置73，它一般安裝在建築物的屋頂上。所表示的裝置73包括一組合的吹風和吸氣組件，它以本領域的常規方式工作而循環處理空氣。它包括用於使空氣運動並建立空氣流流動路線(air flow scheme)的一個或多個離心式或其它型式的風機(67、71)、加熱裝置70、空氣過濾器69以及用於以外面的新空氣混合循環的空氣的一混合櫃68。空氣處理裝置73連接於以安裝在牆壁上的吹風口10敞開的一布風管道72，這樣可把預先經處理的初級空氣噴流19通過吹風表面Ss輸送出去。吸氣管道66把安裝在牆壁上的吸氣口11連接於空氣處理裝置73的進口，以便從房間3抽出被髒汙和/或被汙染的吸入空氣流21。
圖2表示出空氣流的流動路線(複製於Muller)，它是在「短房間」3a裡用現有技術得到的，該房間的長度L小於其寬度的約3倍。這導致形成一個「循環」的包絡流B1。可以看出在現有技術中(在不採取任何特殊措施時)，出現了一個「傾斜的幹擾分流空氣流」Fs，它從地板6升起並以傾斜的方向向上穿過有人區域2流向吹風表面Fs。應能理解從地板6升起的「傾斜的幹擾分流空氣流」Fs可使在地板層面上的集聚的和粘著的沾染物4b、4c回到懸浮狀態而又成為漂浮物質，其結果類似於參照圖1所描述的那樣。在這些沾染物4b、4c向上的路徑上，它們使房間3裡的室內空氣A中漂浮沾染物的含量增加。這樣，在現有技術中，在用附著的初級空氣噴流19的混合進行通風的「短房間」3a裡，由於「傾斜的幹擾分流空氣流」Fs的存在，造成漂浮微生物沾染的危險增大了。
圖3表示出空氣流的流動路線(從Muller的進行修改)，它是在所謂「長房間」3b裡用現有技術得到的，該房間的長度L大於其寬度的約3倍。可以看出這個「長房間」3b被幾個空氣流分成為幾個空氣區域Z1、Z2、Z3、…。在第一區域Z1裡形成了一個類似於在圖2所示的「短房間」得到的循環的「封閉」的第一個空氣環流B1。它由沿著天花板20吹出的初級空氣噴流19構成，並且它在貼著地板6水平地返回到吸氣表面Sa之前向下拐彎成為一個大致在「長房間」3b的中部穿過有人區域2的傾斜的分流空氣流。除了也存在從地板6升起的「傾斜的幹擾分流空氣流」Fs之外，在第一個環流B1與房間3的另一端的牆壁50之間在相繼的區域Z2、Z3裡生成了構成渦流12a、12b的其它「封閉」的空氣環流B2、B3、…。這些「封閉」的空氣環流B2、B3、…穿過有人區域2。之所以會出現這樣的第二種現象，是由於房間3的長度L大，初級空氣噴流19過早地在一個脫離區域14脫離了天花板20。然後，初級空氣噴流19不再附著於天花板20，而是可被稱為自由空氣流了。這也導致一系列的速度誘導效應(velosity induction effect)30a、30b、…，以及導致次級渦流12a、12b的形成，繼而在次級區域Z2、Z3裡形成「封閉」的空氣環流B2、B3、…。懸浮在「封閉」的空氣環流B2、B3、…的次級渦流12a、12b中的沾染漂浮物質4a變成被渦流挾帶著，並被保持遠離內置式通風和除去沾染物系統65的吹風和吸氣表面Ss、Sa。可是，懸浮著的沾染漂浮物質4a可能通過各個交換區17a、17b在各個「封閉」的空氣環流B1、B2、B3、…之間轉移，在房間3處於平衡狀態時這些交換區是以穩定的狀態存在。所以，房間3的整個容積沒有得到最佳的處理，因為在除去懸浮物中的沾染漂浮物質4a方面，除去沾染物的處理作用降低了。此外，應能理解由空氣環流B1、B2、B3、……引起的向上運動的數目的增多會使已經集聚的和已經粘著於地板6表面的沾染漂浮物質返回到懸浮狀態的程度增大，從而使有人區域2裡的人們1遭受微生物沾染的危險增大。為了降低經由空氣遭受微生物沾染的危險，對於「短房間」3a，最好是實施利用附著的初級空氣噴流進行混合的通風方法。
圖4a和4b是表示對「短房間」3a用本發明的方法實施的、有特點的措施的示意圖，其目的是大大降低或甚至消除圖2和3中所示的「傾斜的幹擾分流空氣流」Fs現象。本發明的這一方法採用圖2中所示的通風方法的一般原理，就是用依靠附壁效應C附著於天花板20的初級空氣噴流19和附著於地板6的吸氣流21進行混合。但是，本發明的這一方法的明顯特點在於使平均吹風速度Vs(流經吹風表面Ss的初級空氣噴流19的各個部分的速度的平均值)低於平均吸氣速度Va(流經吸氣表面Sa的、被吸入空氣流21的各個部分的速度的平均值)(Vs＜Va)。
儘管簡單，但是用本發明實施的這些裝置能夠消除「傾斜的幹擾分流空氣流」Fs現象，這樣，在氣浮除汙染方面可提供很大的優點(現有技術中沒有達到的)，參照圖5a用伯努利定律進行分析可以證明這一點。
圖5a是表示連續運動的空氣流的一部分的詳細示意圖。為了簡便，假定空氣A是只受重力作用的不可壓縮的理想流體。我們來考慮這個空氣流vf中的運動著的空氣的極小的一部分da。
屬於空氣流vf的那個極小空氣部分da有斷面變量s；速度變量V；長度變量dx；質量dm；以及當地壓力P。
假定空氣的密度ρ是不變的。重力加速度是常數g。
以一次近似來考慮，空氣的那個極小部分da的總機械能Et包括它的動能Ec＝1/2dm×V2；它的壓力勢能Epr＝P×s×dx＝β×dm/以及它的重力勢能Epe＝g×z×dm。
以一次近似來考慮，空氣的那個極小部分da的總機械能是沿著運動的空氣流Vf守恆的。
這樣，對於沿著整個運動的空氣流vf運動的空氣的單位質量，可以導出如下的表達式V2/2+P/r+g×z＝常數這是一個伯努利定律的表達式，並且在沿著房間3裡的、整個運動著的空氣流vf不存在任何能量損失(下文中將予以考慮)的情況下是有效的。
參照圖2，下面用「反證法」來證明需要用本發明的措施(即平均吹風速度Vs必須小於平均吸氣速度Va)，以確保在圖2中所示的房間3裡不會出現「傾斜的幹擾分流空氣流」Fs現象。
若是沒有「傾斜的幹擾分流空氣流」Fs現象，那麼來自吹風表面Ss的全部氣流就將都進入吸氣表面Sa。如果考慮許許多多運動的空氣流vf，那麼從平均吹風速度為Vs、吹風壓力為Ps、高度為h的吹風表面Ss，
到平均吸氣速度為Va、吸氣壓力為Pa、高度為零的吸氣表面Sa，全部氣流將是沿著它們的長度連續的，它們當中沒有任何氣流會分散成許多子噴流(sub-jet)。在整個吹風表面Ss和吸氣表面Sa以平均的形式對其應用伯努利定律將是合理的，於是Vs2/2+Ps/r+g×h＝Va2/2+Pa/ρ(平均的伯努利值)重要的是要強調正是這些不分散的氣流vf的存在，使得能夠以平均的形式應用伯努利定律。只有在這樣的情況下，才可以假定來自吹風表面Ss的整個空氣流vf能夠到達吸氣表面Sa，並且反之亦然。如果有「傾斜的幹擾分流空氣流」Fs存在，這就不對了。
但是，很明顯，由於空氣是被通過吹風表面Ss吹入房間3以及通過吸氣表面Sa被吸出，需要Ps＞Pa。
現在假定Vs＞Va。在這樣的情況下，可以看出上述方程式的左邊項(平均的伯努利)必然大於方程式的右邊項。必定得出不能滿足用伯努利定律得出的方程式這樣的結論。這可以表達如下(房間3裡沒有「傾斜的幹擾分流空氣流」Fs)以及(Vs＞Va)＝＞不能滿足對吹風表面Ss和吸氣表面Sa進行平均形式的伯努利定律(Bernouilli’s theorem averaged)。
上述表達式的數學上的邏輯換位法給出伯努利定律得以滿足＝＞(房間3裡存在「傾斜的幹擾分流空氣流」Fs)或(Vs＜Va)這表明本發明的措施，即Vs＜Va，是使房間3裡不出現「傾斜的幹擾分流空氣流」Fs現象的一個必要條件。
事實上，真正的條件是更嚴格的。在運動的空氣流vf的連續流動中，在諸如與房間3的牆壁的摩擦之類的外力的作用下以及特別是由於初級空氣噴流19和房間3裡的空氣A之間的誘導作用，總的機械能的一部分被消耗了。在運動的空氣流vf的兩端之間有消耗，產生一個摩擦頭損失(friction head loss)ΔH。應用於運動的空氣流vf並針對這個摩擦頭損失的影響修正的伯努利定律變成
Vs2/2+Ps/r+g×h＝Va2/2+Pa/ρ+ΔH (考慮頭損失的伯努利定律)這樣，要想房間3裡不出現「傾斜的幹擾分流空氣流」Fs，必須(Va2-Vs2)/2＝(Ps-Pa)/ρ+g×h-ΔHVa2-Vs2+2×[(Ps-Pa)/ρ+g×h-ΔH]即Va＜(Vs2+2×[(Ps-Pa)/+g×h])1/2這導致如下的條件Vs＜Va＜(Vs2+2×[(Ps-Pa)/ρ+g×h])1/2如果平均吸氣速度Va小於平均吹風速度Vs，那麼就會形成「傾斜的幹擾分流空氣流」Fs，伯努利定律也不再以其平均形式適用。如果平均吸氣速度Va大於平均吹風速度Vs，那麼「傾斜的幹擾分流空氣流」Fs現象將變弱，逐漸傾向於零。平均吸氣速度Va大於平均吹風速度Vs的程度越大，導致空氣混合於初級空氣噴流19並越容易出現頭損失ΔH增大的誘導現象。上述這一第二限制(second limit)是Va＞(Vs2+2×[(Ps-Pa)/ρ+g×h])1/2可以假定附壁效應C可能不會再被建立起來，存在的運動主要是紊流。
這當然是基於高度簡化的假定的證明，但是這使得能夠理解相對於平均吹風速度Vs調整平均吸氣速度Va的重要性以及理解本發明推薦的雖然簡單但卻實用的措施(Vs＜Va)的重要性。
圖4a以高度示意的方式表示出本發明人在進行實驗和用計算機模擬空氣流之後得到的結果。這個圖表明房間3裡的空氣A的流動路線類似於圖2中所示的房間，但其中在平均吹風速度Vs對平均吸氣速度Va之比方面已經採取了本發明推薦的措施。從空氣流模擬計算和在實施了所述措施的樣機裝置上進行的測量得到的這些結果表明在房間3裡實施本發明推薦的措施時，也就是在確保平均吹風速度Vs(流經吹風表面Ss的初級空氣噴流19的各個部分的速度的平均值)低於平均吸氣速度Va(流經吸氣表面Sa的被吸入空氣流21的各個部分的速度的平均值)(Vs＜Va)時，大大地衰減了(甚至被消除了)圖2所示的現有技術的「傾斜的幹擾分流空氣流」Fs現象。這種「傾斜的幹擾分流空氣流」Fs現象主要是歸因於由初級空氣噴流19產生的誘導力。通過使由貼著地板6流動的吸氣流21產生的誘導力增大的同時使由初級空氣噴流19產生的誘導力減小，這兩種類型的運動的相互作用的平衡使得可以依靠附壁效應C保持吸氣流21附著於地板6。房間3裡的空氣的衝淡與在吹風表面Ss上的吹風出口和在吸氣表面Sa上的吸氣進口處的空氣流量密切相關。本發明的目的不是提高衝淡效率(接近100％)，而是提高除去沾染物的質量。既然「傾斜的幹擾分流空氣流」Fs被消除了，由於不會再發生這種空氣流動現象使沾染漂浮物質4進入有人區域2的情況，微生物沾染物主要是局限在很薄的高度沾染的空氣底層Cc裡而不會進入人們1的呼吸區域9，因而可降低人們遭受微生物沾染的可能性。
圖4b是在房間3裡實施的布置的立體圖，它用於在一個內置式的通風系統65裡實施本發明的措施，表示出了有效吹風表面Sse和有效吸氣表面Sae。用在內置式通風系統65裡的壁裝式吹風口10和吸氣口11一般裝有吹風格柵和吸氣格柵60、61，它們佔用吹風表面Ss和吸氣表面Sa並部分地妨礙空氣流動。這些格柵是由具有許多孔的金屬板或具有許多單方向的板條的金屬框和/或其它裝置構成的，它們部分地阻擋對應的開口10、11而又允許空氣流過。格柵60、61的有效面積Sse、Sae是指空的可流通空間的面積，這些空間對通過它們的流體速度Vs、Va和壓力Ps、Pa有相同的空氣流動特性。市場上銷售的格柵一般都附有給出其有效面積的規格書。或者，可以經驗地測出有效面積。在圖4b中，表示出了吹風格柵Ss和有效吹風表面Sse，還表示出了吸氣格柵Sa和有效吸氣表面Sae。可以看出可以確保房間3的有效吹風表面Sa大於有效吸氣表面Sae。這就能確保平均吹風速度Vs小於平均吸氣速度Va。還可看出從吹風表面Ss出來的初級空氣噴流19依靠附壁效應C很好地附著於天花板20。吸氣流21的貼著地板6的吸入流55同樣依靠附壁效應C很好地附著於地板6。房間3裡沒有「傾斜的幹擾分流空氣流」Fs。
圖5b表示用於空氣流動特性的數字模擬條件，是為PLASMAIRTM獨立的氣浮除汙染裝置(airborne decontamination device)101的一樣機進行的模擬，該裝置按照本發明在房間3裡以不同的有效吹風比(effective blow ratio)RS進行工作。術語「吹風比」是有效吹風表面Sse和有效吸氣表面Sae之間的比值。數字模擬是在下列條件下進行的房間長度L＝4m；房間寬度l＝3m；
房間高度＝2.5m；以及空氣流量Qv＝500立方米/小時(m3/h)。
如圖5b中所示，模擬中用了坐標軸X、Y和Z，用的各個點P＝P1、P2、…P8是定位在地板6表面以上2cm處。數字計算的量(Y方向的速度)代表在每個點P＝P1、P2…P8取得的空氣速度的垂向分量的當地數字平均值，，各個點到這一氣浮除汙染裝置101的正面165的距離分別是d＝d1、d2、…d8。這是在由九個單獨的立方節點組成的一個立方容積裡的空氣速度的垂向分量的平均值，這些節點是用於模擬的目的並且排成一行，每一個節點的中心分別在模擬點P上。氣浮除汙染裝置101放置成靠在經處理的牆壁52的中部。根據納維爾-斯託克斯(Navier-Stokes)方程式用一個E-K能量模型建立空氣運動方程。雖然在考慮中的流動狀態是紊流，但是所研究的運動的空間尺度的狀態比用於流體顆粒物的科爾莫格洛夫(Kolmogorov)尺度(分子級(molecular type)的描述)大得多，所以，確實可以應用納維爾-斯託克斯(Navier-Stokes)方程式。數字模擬採用了空氣分子運動的修勻法(smoothing)。已往已經發現只要流體速度保持低於馬赫數13，這種數字模擬方法的應用是可靠的，迄今尚未有相反的例子。這裡的情況就是如此。所選擇的節點的類型是六角形的，給出房間3的簡單構造。用總共500,000個節點建立了房間3的模型。這個數目比用於進行這種類型的研究通常認為足夠的數字3,000大得多。用各點P處的Y方向速度的定義，應能理解，這個可能是正值或負值的參數正是代表空氣A在房間3裡的上升或下降運動。
這樣，如果P點的Y方向速度是正的，則其意味著在地板6以上2cm處的P點附近的空氣速度有一個向上升的的平均分量。在這樣的情況下，可以推斷在P點附近有主要是從地板6向上的氣流。由此可得結論很可能存在從這個點開始的「傾斜的幹擾分流空氣流」Fs。
相反，如果P點的Y方向速度是負的，則其意味著P點附近的空氣速度有一個向下降的的平均分量。由此可得結論幾乎不可能有從這個點開始的「傾斜的幹擾分流空氣流」Fs。
圖5c的表格給出了通過模擬得到的結果。在該表格中，第一列是模擬的點P＝P1、P2、…P8。第二列(加了陰影的)是氣浮除汙染裝置101被設定的情況，它被設定為吹風比RS(有效吹風面積Sse和有效吸氣面積Sae之比)等於0.57，小於1。這就是說，這種配置不在本發明施加的條件之內。這是一些可能形成「傾斜的幹擾分流空氣流」Fs的條件，如前面給出的理論分析所預言的那樣。
第三列(加了陰影的)對應於這種101被調整的狀態，它被調整為吹風比RS等於1。對於是否會出現「傾斜的幹擾分流空氣流」Fs，這是一個界限性的配置，如前面給出的理論分析所預言的那樣。
第二列和第三列都加了陰影，是為了更清楚地表明它們的條件是處於本發明的推薦之外。
最後，第四列(沒加陰影的)對應於氣浮除汙染裝置101被調整到其吹風比大於1(RS＝1.43)的情況。即這些條件是在本發明施加的條件之內。
在第二列的Va＝0.57Vs即Va＜Vs的條件下，可以看出在遠離氣浮除汙染裝置101的P4到P7各點，空氣速度的垂向分量的當地數字平均值是正的。這意味著在房間3裡遠離氣浮除汙染裝置101的那一部分有向上的空氣運動。有理由得出結論「傾斜的幹擾分流空氣流」Fs是在從房間3的那一部分向吹風口110上升。在這樣的條件下，因為有從地板6上升的氣流，用氣浮除汙染裝置101作為氣浮除汙染的系統是非常無效的。
在第三列的Va＝Vs的條件下，同樣可以看出在遠離氣浮除汙染裝置101的P5到P7各點，空氣速度的垂向分量的當地數字平均值是正的。與上述一樣，這意味著在房間3裡遠離氣浮除汙染裝置101的那一部分有向上的空氣運動。可以得出結論「傾斜的幹擾分流空氣流」Fs是在從房間3的那個遠的部分流向吹風口110。在這樣的條件下，因為有從地板6上升的氣流，用氣浮除汙染裝置101作為氣浮除汙染的系統同樣是非常無效的。
相反，在第四列的Va＝1.43Vs即Va＞Vs的條件下，可以看出在所有各點P1到P8，空氣速度的垂向分量的當地數字平均值都是負的。可以得出結論房間3裡沒有「傾斜的幹擾分流空氣流」Fs。在這樣的條件下，因為沒有從地板6上升的氣流，用氣浮除汙染裝置101作為氣浮除汙染的系統是非常有效的。
從圖5d的曲線可以更清楚地看出本發明的方法的、消除「傾斜的幹擾分流空氣流」的能力。這個曲線圖，對上述三個吹風比中的每一個，繪製出了在圖5b中的地板6上的各個模擬點上的Y方向速度與各點的位置之間的關係。可以看出對於給定的吹風比RS，進入陰影區域的Y方向速度曲線(Y速度＞0)表明存在「傾斜的幹擾分流空氣流」。這些數字的證明使得可以得出結論本發明推薦的條件Va＞Vs，或者等同地說，有效吹風面積Sse大於有效吸氣面積Ssa，在消除已往一直被熟悉本技術領域的人認為是不可避免的「傾斜的幹擾分流空氣流」Fs方面是有效的。
本發明的能夠克服現有技術的缺陷的方法的原理可以有利地在PLASMAIRTM獨立的氣浮除汙染裝置101內實施。本發明的一個獨立的移動式氣浮除汙染裝置101表示於圖6，它可安裝在一個短房間3a裡，用以實施本發明的利用依靠附壁效應C附著的初級空氣噴流19和吸氣流21進行混合的通風方法。該氣浮除汙染裝置101包括垂向布置的立式通風筒裝置103。它設計成能夠放置成大致平行地靠近被處理的短房間3a的經處理的第一垂向牆壁52。通風筒裝置103具有在底部的用於吸氣的第一端104，它以其底部靠近短房間3的地板6，但與之有間隔。通風筒裝置103還有在頂部的用於吹風的第二端105，它位於高處。它設計成可定位在短房間3a的頂部，接近天花板20但又與之有間隔。氣浮除汙染裝置101裝有用於使空氣A流動起來的裝置106。這個裝置是安裝在立式通風筒裝置103的內部。它能夠建立吹風的頂端105和吸氣的底端104之間的壓力差ΔP＝Ps-Pa，以使裝置外面的空氣A運動起來。它們也用於使通風筒裝置103裡的空氣Ac、Ad運動起來。一個在地板6處的表面效應進風嘴118從通風筒裝置103的吸氣端104伸出通風筒裝置103。它安裝成面對短房間3a的地板6。進風嘴118提供一吸氣口111，該吸氣口111有接近地板6的一吸氣表面Sa。該吸氣表面Sa有一大致垂向的進口斷面(inlet section)109。這個吸氣表面Sa由空的環形空間構成，但為了把它表示得更清楚，以加上陰影的方式來表示它。把它以展平和展開的方式表示在圖6的右下角。它在地板6的層面起作用，吸進大致水平的、平行於地板6的、依靠附壁效應C附著於地板6的吸氣流55裡的空氣。在圖6e中可以更清楚地看到吸氣流55。毗鄰於天花板20的表面效應吹風嘴(surface effect blownozzle)129位於通風筒裝置103的吹風端105。它被設計成可靠近天花板20地安裝。它提供一個在其頂部的吹風口110。該吹風口110是一個多孔的吹風表面Ss，它基本上朝前地並且橫向地布置在吹風口110的各個邊緣119a、119b、119c和119d上。這以較大的比例表示在圖6的右上角。吹風口110通過它的整個吹風表面Ss起作用而產生向上(或水平地)定向的初級空氣噴流19，使初級空氣噴流19吹到天花板20上(或與之平行)，以便依靠附壁效應C使吹出的初級空氣噴流19附著於天花板20。用於對空氣A中的沾染顆粒物4a、4b、4c起作用的除去沾染物裝置(進行過濾和/或毀滅)127安裝在垂向的通風筒裝置103內、在進風嘴118與吹風嘴129之間。這個裝置在通風筒裝置103的內部進一步分隔它的斷面S，以強制被汙染的空氣Ac流過在上遊的受沾染區域113與下遊的區域114之間的這一段，在該段中至少部分地除去了空氣Ad內的沾染物。這個氣浮除汙染裝置101還有一個特點，就是它的進風嘴118的吸氣表面Sa的有效吸氣表面Sae(表示在右下角)小於吹風口110的吹風表面Ss的有效吹風表面Sse。以這種方式，使平均吹風速度Vs(流經吹風表面Ss的空氣噴流速度的平均值)低於平均吸氣速度Va(流經吸氣表面Sa的被吸入空氣流的速度的平均值)(Vs＜Va)。
參照圖6，可以看出，氣浮除汙染裝置101使經預先處理的初級空氣噴流19附著於天花板20。然後，初級空氣噴流19在短房間3a的另一端14處脫離天花板20，這使初級空氣噴流19沿著另一端的牆壁50流動。最後，初級空氣噴流19到達地板6，依靠附壁效應C它變成附著於地板6的吸氣流21。
參照圖6a和6b，可以清楚地看到獨立的氣浮除汙染裝置101的內部和外部構件。垂向的通風筒裝置103是裝在氣浮除汙染裝置101的外殼126內。在氣浮除汙染裝置101工作時，房間3裡的被沾染的空氣Ac通過在地板6處的表面效應進風嘴118進入通風筒裝置103的、面對地板6的底部吸氣端104。在其中有吸氣壓力Pa。然後，被沾染的空氣Ac通過粗預過濾器120，在該預過濾器除去了沾染的空氣Ac裡的、可能損害氣浮除汙染裝置101的正常工作的大的顆粒物。然後，被沾染的空氣Ac從一個降噪系統122裡通過，以避免噪聲通過空氣或固體傳播出去。這一系統由許多平行的擋板107、108構成，這些擋板安裝成在空氣驅動裝置106的兩側的兩組，以避免噪聲在空氣或固體中傳播。空氣驅動裝置106最好是一個離心式通風機。然後，被沾染的空氣Ac被強制通過除汙染裝置127，在其中沾染物被至少部分地除去。被除去了沾染物的空氣Ac到達吹風的頂端105並被通過吹風口110吹出。這些被除去了沾染物的空氣Ac流經吹風口110離開氣浮除汙染裝置101，吹風口110處的壓力是吹風壓力Ps。可以用一個開/關系統124令氣浮除汙染裝置101的工作部分投入工作或停止使用。氣浮除汙染裝置101的底端裝有四個輪子，使其成為移動式的。可以很容易把它通過房門從房間3推到另一個房間去。用於調整流經氣浮除汙染裝置101的空氣容積流量的系統123可使流量與除去沾染物要求相匹配以及與房間3的大小相匹配。
參照圖6c，可以看出依靠附壁效應C附著的、預先經處理的初級空氣噴流19和同樣依靠附壁效應C附著的吸氣流21的聯合作用使短房間3a裡的整個有人區域2被覆蓋。參照圖3，可以看出安裝在短房間3a裡的、並被設定為按照本發明工作的獨立的移動式氣浮除汙染裝置101使得能夠通過用依靠附壁效應C附著的初級空氣噴流19和吸氣流21給短房間3a進行通風，同時又能像前面解釋的那樣避免「傾斜的幹擾分流空氣流」Fs現象。
參照圖6d，可以看出，本發明的氣浮除汙染裝置101使得能夠在地板6附近吸進處於懸浮狀態4a的所有沾染漂浮物質和在緊鄰地板6的很薄的高度的被沾染的底層空氣Cc中的所有集聚的沾染漂浮物質4b、4c，並且隨著漂浮物質的下沉(前面參照圖1描述的那種現象)這樣的吸收過程逐漸地進行。這是由附著於地板6的吸氣流21來進行的。
鄰近於吸氣流21並包含在吸氣流55裡的沾染漂浮物質4a、4b連續地被吸氣誘導效應(suction induction effect)Ias引向附著於地板6的吸氣流21，繼而通過吸氣口111，並承受了除汙染的過程。
這樣，本發明的氣浮除汙染裝置101能夠通過連續地清除顆粒物降低下沉的沾染顆粒物4b、4c的數量。
因而，地板6上沉積灰塵的過程非常慢，房間3不必頻繁地清掃。
在防止已經沉積的沾染顆粒物4b、4c再上升到懸浮狀態(由於受到對流作用或擾動等等)方面，本發明的方法也有非常明顯的作用。
還有，由於不會出現「傾斜的幹擾分流空氣流」Fs，實際上消除了通常由它引起的已經沉降的或集聚的沾染顆粒物4b、4c再上升到懸浮狀態的現象。
圖7的示意圖表示安裝在短房間3a裡並調整到按照本發明工作的獨立的氣浮除汙染裝置101的總的除汙染的效果。可以看出，對在不同位置的沾染顆粒物4是以不同的方式進行除去在房間的頂部Cs的；在房間的底部Ci的；以及在房間的中部Cm的。
依靠附壁效應C附著的初級吹風空氣噴流19和吸氣流21覆蓋短房間3a裡的整個有人區域2。房間3a裡的空氣A中的所有沾染顆粒物4都承受了除汙染的過程。
在房間的頂部Cs，懸浮的沾染漂浮物質形式的沾染顆粒物4被吹風誘導效應(blow induction effect)連續地向上向天花板20吸引而進入初級吹風空氣噴流19。然後，它們被迫沿著另一端的牆壁50垂向地向下，接著被吸氣流21挾帶。
在房間的中部Cm，沾染顆粒物4基本上是來自與有人區域2裡的人們相關的排放物的東西。它們的濃度很低。此外，由於重力下沉作用5，它們連續地向房間的底部Ci下降。
最後，在房間的底部Ci，懸浮的沾染漂浮物質形式的沾染顆粒物4連續地被吸氣誘導效應(Ias)吸向地板6而進入被吸入空氣流21。
由於不存在「傾斜的幹擾分流空氣流」Fs，同時還有由吸氣流21引起的底部吸氣誘導效應(Ias)，可以避免已經集聚在很薄的高度的被沾染的空氣底層Cc裡的沾染漂浮物質4b和粘著顆粒物4c再上升到房間裡的較高部分Cs、Cm。
其結果，在房間的每一部分的沾染顆粒物4都很快地被吸入空氣流21帶走，隨後進入氣浮除汙染裝置101，在參照圖6d所述的狀態下被除去。用PLASMAIRTM獨立的氣浮除汙染裝置101進行的除汙染試驗已經表明其除去房間3裡的沾染物的性能和效果接近層流通風方法的性能和效果，但其費用僅為後者的十分之一。
本發明推薦的、用於獨立的氣浮除汙染裝置101的第一個有利的實施例表示於圖6d、6e和8b。在這一方案中，進風嘴118是在地板6處吸氣型式的，即，吸氣口111有底部第一吸氣壁132，它幾乎接觸於地板6或由地板6本身構成，如圖6d中所示。吸氣口111有呈大致水平的唇板形狀的頂面第二吸氣壁133，它是由進風嘴118的底板137的一部分形成的。這可確保垂向的吸氣表面Sav是暢通的並且是由進風嘴118的底板137與地板6之間的垂向敞開的環形表面136所構成。這可確保空氣在地板6層面上以附著於地板6的氣流55的形式被吸入，空氣來自一個平面的扇面138，這個扇面傾斜於來自短房間3a的另外三個壁50、140、144的吸氣，遠離經處理的垂向壁52。此外，在地板6處的吸氣形式的進風嘴118的垂向吸氣表面Sav不受阻擋。其結果，表現為一個展開的表面，它等於它的有效吸氣表面Sae，如圖8b的右下角所示。可以看出有效吸氣表面Sae小於在吹風口110的吹風表面Ss處的有效吹風表面Sse(如圖8b的右上角所示)。這一第一方案的這種具體布置使得能夠相對於吸氣以及很薄高度的被沾染的空氣底層Cc同步地改善地板效應(floor effect)，同時能夠限制「傾斜的幹擾分流空氣流」Fs現象的出現。
本發明推薦的、用於獨立的氣浮除汙染裝置101的第二個有利的實施例表示於圖8a到8d。在圖8a和8b中可以看出吹風頂邊緣(blow top edge)130到地板Ds的距離大於170cm。這個距離是用於具有約為250cm的標準天花板高度的房間。符合這一距離可確保形成參照圖6所描述的空氣流動路線。在圖8c和8d中可以看出吹風口110的多孔吹風表面Ss設有一個用於引導構成初級吹風空氣噴流19的吹風空氣流164的裝置163，它是用手柄167控制的。該導流裝置(flow-directingmeans)163可以調整從吹風口110吹出的噴流的噴出角度αs(初級吹風空氣噴流19的吹風空氣流164相對於水平面H的角度在吹風表面Ss上的平均值)，能夠確保這個角度大致在20°到70°範圍內。圖8e和8f表示出了本發明推薦的這一第二種布置的重要性。這幾個圖都是放置在短房間3a裡的氣浮除汙染裝置101的側視圖，表現出與參照圖5b所述的相同的特性。已經用數字模擬研究了調整吹風口110的噴出角度αs的影響。圖8e對應於αs＝20°，圖8f對應於αs＝70°。可以看出，在推薦的角度調整範圍內(20°＜αs＜70°)，滿足本發明的其它布置條件，就可避免「傾斜的幹擾分流空氣流」Fs現象。圖8g對應於αs＜20°，圖8h對應於αs＞70°。可以看出，在推薦的角度調整範圍之外(20°＜αs＜70°)，即使本發明的其它布置條件都得以滿足，也會出現「傾斜的幹擾分流空氣流」Fs現象。在αs＞70°時會出現多區域Z1、Z2現象，形成多個空氣環流B1、B2，如同參照圖3對「長房間」所解釋的那樣，而且會出現「傾斜的幹擾分流空氣流」Fs。在αs＜20°時可以看出「傾斜的幹擾分流空氣流」Fs出現了。
本發明推薦的、用於獨立的氣浮除汙染裝置101的一第三個有利的實施例表示於圖9b。吹風口110的有效吹風表面Sse比進風嘴118的有效吸氣表面Sae大至少20％。此外，空氣驅動裝置106的容積流量Qv調整為使平均吹風速度Vs(流過多孔吹風表面Ss的吹風噴流的速度的平均值)大於0.79m/sec，即Vs＞0.79m/sec。在這些布置條件下，平均吸氣速度Va(流過多孔吸氣表面的進氣口處的吸氣表面的被吸入空氣流的速度的平均值)比平均吹風速度Vs大至少20％，即Va＞1.2Vs。在滿足本發明的這些特定布置條件時，就可避免「傾斜的幹擾分流空氣流」Fs。
相反，圖9a的示意圖對應於在Vs＜0.79m/sec和Va＜1.2Vs的情況下用數字模擬得到的結果。可以看出在數字模擬中，在有關數值處於以上推薦的限制值之外時會出現多區域Z1、Z2現象，形成多個空氣環流B1、B2，如同參照圖3對「長房間」所解釋的那樣，而且會出現「傾斜的幹擾分流空氣流」Fs。這一第三方案的特殊布置能夠限制「傾斜的幹擾分流空氣流」Fs的出現。
本發明推薦的、獨立的氣浮除汙染裝置101的第二個較佳實施例表示於圖10a。在這一第二實施例中，有多孔吹風表面Ss的吹風嘴129比通風筒裝置103的平均寬度寬。這樣的寬度是垂直於氣浮除汙染裝置101的垂向對稱平面測量的，垂直地延伸到它的前部165。也是平行於經處理的第一垂向壁面52測量的。這樣，多孔吹風表面Ss是較大的，藉以增大對保持不變的有效吸氣面積Sae的吹風比RS。這樣，相對於吸氣速度Va可大大降低吹風速度VS。藉以降低「傾斜的幹擾分流空氣流」Fs出現的可能性。
下面參照圖15a和15b說明這一第二較佳實施例的具體實施。吹風嘴129包括用於加寬它的橫向尺寸的裝置157。這些裝置由至少一個(最好是兩個，如圖15a和15b中所示)多孔的撓性圓柱形吹風部分159組成，它們布置在通風筒裝置103的頂部的兩側。它們布置成垂直於氣浮除汙染裝置101的垂向對稱平面PV。在不開動空氣驅動裝置106時，這些多孔的撓性圓柱形吹風部分159向下垂，如圖15a所示。但是，在開動空氣驅動裝置106時，它們在內部壓力的作用下伸展成水平狀態。如圖15b中所示。這樣，它們可提供在伸展狀態161大致水平的可動的吹風表面Ss。
可以用一種加強的編織材料把多孔的撓性圓柱形吹風部分159製成手套的手指頭部分的形狀。套狀物的編織材料上沿著圓柱形的一條母線覆蓋上一保護性粘貼條。然後，把一種密封覆蓋材料(例如用於油布的)塗覆在套狀物的外面。然後，把保護性粘貼條揭下來，其結果，套狀物上的大部分就覆蓋上一層不透氣的密封材料。但是，每個多孔的撓性圓柱形吹風部分159上的、沿著一母線的一縱向表面是沒有密封材料的，所以允許空氣通過。其結果，套狀物的一部分表面就形成一多孔表面Spa，所述部分佔據著那條母線。其餘部分的表面是不透氣的。這就形成了吹風表面Ss，在多孔的撓性圓柱形吹風部分159伸展開來時，這個吹風表面允許初級吹風空氣噴流19沿著那條母線也就是平行於天花板20吹出去。有利的是，可以用一種伸縮式的加強條170，將其一端置於多孔的撓性圓柱形吹風部分159內，並將其另一端固定於垂向的通風筒裝置103。伸縮式的加強條170用於增大每個多孔的撓性圓柱形吹風部分159伸展開來161時伸出的程度。伸縮式加強條170最好是依靠氣浮除汙染裝置101內的壓力伸張。可以依靠彈性把它壓扁。
這樣做可使氣浮除汙染裝置101在不開動時變得相對較窄，容易通過房門。而在氣浮除汙染裝置101處於工作狀態時，吹風表面Ss可以伸展成其寬度幾乎等於房間3的寬度。其結果，吹風空氣流可以遍及房間3的整個寬度。這可使除汙染的效果更好。
本發明推薦的、獨立的氣浮除汙染裝置101的一第三個較佳實施例表示於圖10b。多孔吹風表面Ss包括向兩側延伸的一前吹風表面Ssf，並在吹風嘴的兩個側壁135上分別成形出側向吹風表面Sslg和Ssld，用於面對房間3的側向牆壁140、144。這種布置可以增大有效吹風表面Sse並且更有效地處理房間3的沿著牆壁140、144的側部區域。這也有助於消除「傾斜的幹擾分流空氣流」Fs現象。
本發明推薦的獨立的氣浮除汙染的氣浮除汙染裝置101的第四個較佳實施例表示於圖11。在地板處的吸氣型式的進風嘴118有頂壁139，其寬度比垂向的通風筒裝置103的平均寬度寬，並且其向下延伸。這一加寬是垂直於氣浮除汙染裝置101的垂向對稱平面PV來衡量，而對稱平面PV是垂直於氣浮除汙染裝置101的前部165。這樣，兩個側壁141離開進風嘴118更遠一些。
本發明推薦的、獨立的氣浮除汙染裝置101的一第五個較佳實施例表示於圖10a、10b、12、13a和13b。進風嘴118有一個鬱金香花朵形狀的喇叭口底部143，它面對地板6。數字模擬也已表明這種布置有助於更好地消除「傾斜的幹擾分流空氣流」Fs現象。
本發明推薦的、獨立的氣浮除汙染裝置101的一第六個較佳實施例表示於圖12。垂向的通風筒裝置103的中部有一個在氣浮除汙染裝置101的垂向對稱平面PV內的縱向尺度DL，它小於進風嘴118的縱向尺度DLS。這兩個尺度是平行於氣浮除汙染裝置101的垂向對稱平面PV測量的，而對稱平面PV垂直於氣浮除汙染裝置101的前部165。
本發明推薦的、獨立的氣浮除汙染裝置101的一第七個較佳實施例表示於圖13a和13b。垂向的通風筒裝置103包括長度可調整的筒身部分147。這個可調整的筒身部分可以用波紋筒149來構成。這種結構可使多孔吹風表面Ss的所在高度適應房間3的高度。其結果，氣浮除汙染裝置101可用在各個建築物的不同高度的房間3裡，以便通過在高度方向上伸長152(如圖13b所示)確保初級空氣噴流19依靠附壁效應C附著於房間的天花板20。把高度可調整的筒身部分147縮短，可使氣浮除汙染裝置101在縮短狀態151(如圖13a所示)通過房間3的門。
本發明推薦的、獨立的氣浮除汙染裝置101的一第八個較佳實施例表示於圖14a和14b。氣浮除汙染裝置101具有成形在通風筒裝置103的前部的輔助進風嘴155。該輔助進風嘴155位於大約一半高度上(離地板約1m)。輔助進風嘴155通向通風筒裝置103內，在用於清楚沾染顆粒物的裝置127的上遊，也就是通向被沾染的上遊區域Ac。這種布置能夠在輔助進風嘴155的附近除去空氣中的沾染物。帶有沾染顆粒物4的人會把沾染漂浮物質釋放於懸浮狀態。在人們住醫院治療時，人們一般是躺臥在病床上，其呼吸區域是在約1m高度處。有這種輔助進風嘴155的這一較佳實施例可用於直接處理由在圖7所示的區域Cm裡的人排放的、含有漂浮物質的排放物。
本發明的目的和優點本發明的目的和優點是用本發明的通風方法降低乃至消除現有技術中認為是必然的「傾斜的幹擾分流空氣流」現象，而這種通風方法是通過利用依靠附壁效應C附著於天花板的初級空氣噴流和附著於地板的吸氣流進行混合來進行通風。
本發明的第二個優點是能夠減少已經在房間裡沉降了的沾染顆粒物再上升到懸浮狀態的現象的發生。
本發明的第三個優點是能夠吸收處於懸浮狀態的漂浮物質和隨著沉降而集聚在接近地板的高度的被沾染的空氣薄層裡的漂浮物質。
本發明的第四個優點是能夠減少粘著於地板的沾染顆粒物的量，從而降低房間的清掃頻度。
本發明的第五個優點是能夠降低懸浮在房間裡的有人區域裡的沾染漂浮物質的濃度。
本發明的第六個優點是能夠減少由房間裡的漂浮物質中的微生物沾染引起的疾病的發生。
本發明的第七個優點是提供一種利用附著的空氣噴流進行混合的通風系統，在除去房間裡的沾染物方面，這種系統的性能接近於層流通風方式的性能，而其費用卻比後者小一個數量級。
本發明的第八個優點是提供一種具有高清潔度的除去漂浮沾染物的系統，而且它可以是移動式的。
本發明的第九個優點是能夠對沒有裝備預防微生物沾染的房屋快速地採取措施。這同等地適用於家庭病房、預防各種流行病、提供公共保健、生產藥品和食品。
本發明的第十個優點是提供一種移動式裝置，它適用於俘獲和除去接近地板的漂浮沾染顆粒物，並且能夠避免使它們再回到懸浮狀態。這對於那些超敏感(過敏)的患者特別重要。
本發明的第十一個優點是用混合方法加快對房間進行通風和除去沾染物的速度。
本發明的工業適用性本發明能夠以降低的費用使清除房間裡的沾染物和除去房間裡的空氣中漂浮沾染顆粒物的過程最佳化。因此，本發明對於任何類型需要除去空氣中的沾染物的封閉建築物具有工業適用性。它可應用於保健、食品工業、科學研究、運輸行業、動物飼養、製藥行業、學校、…，這僅僅是列舉了一些例子而已。
特別適合的應用是，用於除去病房裡空氣中的漂浮物質，保護患者和醫院環境中的人們免遭交叉沾染的危險。這關係到在醫院裡提供預防SRAS(嚴重急性呼吸綜合症)型傳染病危險的保護，…。
另一個應用是，臨時地對付由專業的、公共的以及家庭的房屋的常規通風造成的、導致由空調系統輸送的漂浮物質引起傳染危險的某些後果。這關係到被通風的建築物裡的某個房間的局部保護，防止因建築物的中央空調系統引起傳染和/或交叉沾染(病樓綜合症)。
還可應用於海上的和空中的輸送旅客的交通工具。
還可應用於那些存在著與沾染製劑的生產相關的局域微生物沾染危險的行業，例如，應用於製藥工業和食品工業。還可應用於微生物研究實驗設施。
還可應用於保護高密度的飼養家畜(雞、豬、…)，使它們保持健康的狀態，特別是在限制擅自進入的農場(為了選擇性的育種)。
還可用於在發生生物性恐怖攻擊事件時進行公眾保護。
還可廣泛地應用在咖啡廳和飯店中限制顧客之間和/或顧客與服務人們之間的傳染危險。
還可應用於預防託兒所、幼兒園、學校、以及那些雖小但其中人多的房間裡的流行病傳播。
最後，還可應用於保護牙病診所、體檢場所、等等的工作人們和來訪者。
應該認識到，本發明的範圍由後附權利要求和法律上的等同物限定，而並非由上面給出的那些例子限定。
權利要求
1.一種通過用依靠附壁效應C附著於天花板(20)的一初級空氣噴流(19)和依靠附壁效應(C)附著於地板(6)的一吸氣空氣流(21)進行混合以給一房間(3)通風的方法，這種方法包括a)按照下述把經過預先處理(加熱、冷卻、除去沾染物、加溼、除溼、...)的一初級空氣噴流(19)吹進所述房間(3)i)通過定位在所述天花板(20)附近的與一經處理的側壁(52)對齊的一吹風表面(Ss)；以及ii)沿著一被定向為朝著所述天花板(20)(或與之平行)的吹風方向Is(初級空氣噴流(19)的各個部分的平均方向在吹風表面(Ss)上的平均值)，並致使依靠附壁效應(C)使所述初級空氣噴流(19)附著於所述天花板(20)；以及，然後b)按照下述以等同於所述初級空氣噴流(19)的流量的一流量吸進一髒汙的吸氣空氣流(21)i)通過定位在所述房間(3)的所述地板(6)附近的、大致與所述經處理的側壁(52)對齊的一吸氣表面(Sa)；ii)確保空氣(A)的一吸氣流(55)是在所述地板(6)附近被吸進，所述吸氣流(55)是大致水平的；以及平行於所述地板(6)的表面並依靠附壁效應(C)附著於所述地板(6)；這種通風方法的特徵還在於c)確保平均吹風速度(Vs)[流經吹風表面(Ss)的初級空氣噴流(19)的各個部分的速度的平均值]低於平均吸氣速度(Va)[流經吸氣表面(Sa)的被吸入空氣流(21)的各個部分的速度的平均值](Vs＜Va)。
2.如權利要求1所述的、通過利用依靠附壁效應C附著的初級空氣噴流(19)和依靠附壁效應(C)附著的吸氣空氣流(21)進行混合以給一房間通風的方法，其特徵還在於a)使有效吹風表面(Sse)大於有效吸氣表面(Sae)
3.一種用於一房間(3)的、實施權利要求1所述的、通過利用依靠附壁效應C附著的初級空氣噴流(19)和依靠附壁效應(C)附著的吸氣空氣流(21)進行混合以給該房間通風的方法用的獨立的氣浮除汙染的裝置(101)，所述裝置(101)包括a)垂向放置的通風筒裝置(103)[放置成大致平行於並靠近經處理的所述房間(3)的經處理的一第一垂向牆壁(52)]，所述通風筒裝置(103)包括i)位於其底部接近所述房間(3)的所述地板(6)並與之有間隔的一底部吸氣第一端(104)；以及ii)位於所述房間(3)的頂部接近於所述天花板(20)並與之有間隔的一頂部吹風第二端(105)；b)用於使空氣運動起來的驅動裝置(106)，所述驅動裝置布置在所述通風筒裝置(103)內並能建立所述頂部吹風端(105)與所述底部吸氣端(104)之間的一個正壓差(ΔP)，以使空氣能流進和流出所述通風筒裝置(103)；c)在所述地板(6)處伸出於所述通風筒裝置(103)的所述底部吸氣端(104)的一表面效應進風嘴(118)，它面對所述房間(3)的地板(6)，它的吸氣口(111)接近所述地板(6)，該吸氣口i)有一大致垂向吸入進口的吸氣表面(Sa)；以及ii)進行在所述地板(6)的層面處的一吸氣流(55)形式的空氣(A)吸入，該吸氣流是大致水平的；以及平行於所述地板(6)並依靠附壁效應(C)附著於所述地板(6)；d)在所述天花板(20)處的、伸出於所述通風筒裝置(103)的所述頂部吹氣端(105)[定位成接近所述天花板(20)]並形成在它的頂部的吹風口(110)的一表面效應吹風嘴(129)，該吹風口i)具有布置成大致朝前的、並有四個側向邊緣(119a、119b、119c、119d)的一多孔吹風表面(Ss)；以及ii)產生通過整個吹風表面(Ss)的一初級空氣噴流(19)，所述噴流定向為傾斜向上或水平[以吹向或平行於所述天花板(20)]，以使所述初級空氣噴流(19)能夠依靠附壁效應(C)附著於天花板(20)；以及e)用於除去空氣(A)中的沾染顆粒物的除去沾染物裝置(127)(通過過濾出去和/或毀滅)，該除去沾染物裝置i)安裝在所述通風筒裝置(103)內並在所述進風嘴(118)和所述吹風嘴(129)之間；以及ii)橫跨所述通風筒裝置(103)的斷面(S)在其內部將它分隔開，以迫使受沾染的空氣(Ac)在一受沾染的上遊區域(113)與一下遊的區域(114)之間的一段流過該除去沾染物裝置，在該段中空氣(Ad)被至少部分地除去沾染物；氣浮除汙染的裝置(101)的特徵還在於f)所述進風嘴(118)的吸氣表面(Sa)的有效面積(Sae)小於所述吹風口(110)的吹風表面(Ss)的有效面積(Sse)，以使平均吹風速度(Vs)[流經吹風表面(Ss)的初級空氣噴流(19)的各個部分的速度的平均值]低於平均吸氣速度(Va)[流經吸氣表面(Sa)的被吸入空氣流(21)的各個部分的速度的平均值](Vs＜Va)。
4.如權利要求3所述的、用於一房間(3)的、實施權利要求1所述的、通過利用依靠附壁效應(C)附著的初級空氣噴流(19)和依靠附壁效應(C)附著的吸氣空氣流(21)進行混合以給該房間通風的方法用的獨立的氣浮除汙染的裝置(101)，其特徵還在於以下的組合a)首先，它的進風嘴(118)是在所述地板(6)處吸氣型式的，即有一吸氣口(111)，這個吸氣口i)有一底部第一吸氣壁(132)這個壁實際上接觸於所述地板(6)；或這個壁由所述地板(6)本身形成；ii)以及，有一頂部第二吸氣壁(133)，該壁是由所述進風嘴(118)的底板(137)的一部分(134)形成的；iii)這樣，它的垂向吸氣表面(Sa)是暢通的並且是由成形在所述進風嘴(118)的底板(137)與所述地板(6)之間的垂向環形敞開表面(136)構成；以及iv)用於在所述地板(6)層面上以附著於所述地板(6)的一氣流(55)的形式吸進空氣，空氣來自斜對著所述吸氣的一平面扇形(138)以及來自所述房間(3)的、除所述經處理的牆壁(52)之外的另外三個壁(50、144、140)；以及b)其次，在所述地板(3)處的所述進風嘴(118)的垂向吸氣表面(Sav)小於所述吹風口(110)的所述吹風表面(Ss)的有效吹風表面(Sse)。
5.如權利要求3所述的、用於一房間(3)的、實施權利要求1所述的、通過利用依靠附壁效應(C)附著的初級空氣噴流(19)和依靠附壁效應(C)附著的吸氣空氣流(21)進行混合以給該房間通風的方法用的獨立的氣浮除汙染的裝置(101)，其特徵還在於以下的組合a)所述多孔吹風表面(Ss)的頂邊緣(142)定位成在所述地板(6)以上的高度大於170cm[適用於約250cm的標準高度的房間(3)]；以及b)所述吹風嘴(110)的所述多孔吹風表面(Ss)設有機械地可調整的導向裝置(163)，用於引導構成所述初級空氣噴流(19)的吹風空氣流(164)，使從所述吹風嘴(129)出來的空氣流的方向相對於水平方向(H)的角度(αs)[初級吹風空氣噴流的吹風空氣流相對於水平面的角度在吹風表面(Ss)上的平均值]在20°到70°範圍內。
6.如權利要求3所述的、用於一房間(3)的、實施權利要求1所述的、通過利用依靠附壁效應(C)附著的初級空氣噴流(19)和依靠附壁效應(C)附著的吸氣空氣流(21)進行混合以給該房間通風的方法用的獨立的氣浮除汙染的裝置(101)，其特徵還在於以下的組合a)首先，所述吹風嘴(129)的吹風表面的有效吹風表面(Sse)和所述空氣驅動裝置(106)的尺寸被確定為使所述吹風嘴(129)處的平均吹風速度(Vs)[所述初級空氣噴流流過所述多孔吹風表面(Ss)的速度的平均值)]大於0.79m/sec[Vs＞0.79m/s]；以及b)其次，所述吹風口(110)的吹風表面的有效吹風面積(Sse)比所述進風嘴(118)的吸氣表面的有效吸氣表面(Sae)大至小了20％，這樣可使平均吸氣速度(Va)[在多孔吸氣表面(Sa)的進口處被吸進的空氣流(21)的速度的平均值]比所述平均吹風速度(Vs)大了20％(Va＞1.2Vs)。
7.如權利要求3所述的、用於一房間(3)的、實施權利要求1所述的、通過利用依靠附壁效應(C)附著的初級空氣噴流(19)和依靠附壁效應(C)附著的吸氣空氣流(21)進行混合以給該房間通風的方法用的獨立的氣浮除汙染的裝置(101)，其特徵還在於支承著所述多孔吹風表面(Ss)的所述吹風嘴(129)比向上延伸的所述垂向的通風筒裝置(103)寬[垂直於所述裝置(101)的垂向對稱平面PV來測量，而垂向對稱平面PV垂直於所述裝置(101)的前部(165)]。
8.如權利要求3所述的、用於一房間(3)的、實施權利要求1所述的、通過利用依靠附壁效應(C)附著的初級空氣噴流(19)和依靠附壁效應(C)附著的吸氣空氣流(21)進行混合以給該房間通風的方法用的獨立的氣浮除汙染的裝置(101)，其特徵還在於所述多孔吹風表面(Ss)具有一朝前的吹風表面(Ssf)和側向延伸並成形在所述吹風嘴(129)的側壁(135)上的側向吹風表面(Sslg和Ssld)，這兩個吹風表面分別面對所述房間(3)的側壁(140、144)。
9.如權利要求3所述的、用於一房間(3)的、實施權利要求1所述的、通過利用依靠附壁效應(C)附著的初級空氣噴流(19)和依靠附壁效應(C)附著的吸氣空氣流(21)進行混合以給該房間通風的方法用的獨立的氣浮除汙染的裝置(101)，其特徵還在於所述進風嘴(118)被在其頂壁(139)處加寬到其寬度大於所述向下延伸的立式通風筒裝置(103)的平均寬度[垂直於所述裝置(101)的垂向對稱平面PV來測量，而垂向對稱平面PV垂直於所述裝置(101)的前部(165)]
10.如權利要求4所述的、用於一房間(3)的、實施權利要求1所述的、通過利用依靠附壁效應(C)附著的初級空氣噴流(19)和依靠附壁效應(C)附著的吸氣空氣流(21)進行混合以給該房間通風的方法用的獨立的氣浮除汙染的裝置(101)，其特徵還在於所述進風嘴(118)包括一鬱金香花朵形狀的喇叭口底部(143)，它被放置成與所述地板(6)對齊。
11.如權利要求3所述的、用於一房間(3)的、實施權利要求1所述的、通過利用依靠附壁效應(C)附著的初級空氣噴流(19)和依靠附壁效應(C)附著的吸氣空氣流(21)進行混合以給該房間通風的方法用的獨立的氣浮除汙染的裝置(101)，其特徵還在於所述垂向的通風筒裝置(103)的中部斷面處有一在裝置(101)的垂向對稱平面PV內的縱向尺度DL(尺寸)，它小於所述進風嘴118的縱向尺度DLS[平行於所述裝置(101)的垂向對稱平面(PV)來測量，而對稱平面(PV)垂直於所述裝置(101)的前部(165)]。
12.如權利要求3所述的、用於一房間(3)的、實施權利要求1所述的、通過利用依靠附壁效應(C)附著的初級空氣噴流(19)和依靠附壁效應(C)附著的吸氣空氣流(21)進行混合以給該房間通風的方法用的獨立的氣浮除汙染的裝置(101)，其特徵還在於它包括一個輔助進風嘴(155)，該進風嘴a)布置在所述通風筒裝置(103)的前部；b)約在一半高度處(距離所述地板(6)約1m)；以及c)敞開向所述通風筒裝置(103)的內部，通向在所述用於清除沾染顆粒物的裝置(127)的上遊的被沾染區域(Ac)。
13.如權利要求3所述的、用於一房間(3)的、實施權利要求1所述的、通過利用依靠附壁效應(C)附著的初級空氣噴流(19)和依靠附壁效應(C)附著的吸氣空氣流(21)進行混合以給該房間通風的方法用的獨立的氣浮除汙染的裝置(101)，其特徵還在於所述通風筒裝置(103)包括一軀幹部分(147)，該部分的長度是可調整的[具體地說，是用一波紋筒(149)]，這使得所述多孔吹風表面(Ss)的高度可根據所述房間(3)的高度來改變，以使所述初級空氣噴流(19)附著於所述天花板(20)，同時使所述裝置(101)能夠通過所述房間(3)的一房門。
14.如權利要求3所述的、用於一房間(3)的、實施權利要求1所述的、通過利用依靠附壁效應(C)附著的初級空氣噴流(19)和依靠附壁效應(C)附著的吸氣空氣流(21)進行混合以給該房間通風的方法用的獨立的氣浮除汙染的裝置(101)，其特徵還在於所述吹風嘴(129)包括用於增大它的側向尺寸的裝置(157)，該裝置可使所述吹風嘴(129)的吹風表面(Ss)側向地延伸。
15.如權利要求14所述的、用於一房間(3)的、實施權利要求1所述的、通過利用依靠附壁效應(C)附著的初級空氣噴流(19)和依靠附壁效應(C)附著的吸氣空氣流(21)進行混合以給該房間通風的方法用的獨立的氣浮除汙染的裝置(101)，其特徵還在於所述吹風嘴(129)包括用於增大其側向尺寸的裝置(157)，該裝置由至少一個(最好是兩個)多孔的撓性的圓柱形吹風部分(159)構成，這(兩)個部分是a)相對於所述通風筒裝置(103)側向地布置在其頂部，並垂直於所述裝置(101)的垂向對稱平面PV；以及b)可以在壓力(Ps)的作用下伸展開而形成一可動的吹風表面(Ss)，在伸展開的狀態(161)該表面大致是水平的。
16.如權利要求15所述的、用於一房間(3)的、實施權利要求1所述的、通過利用依靠附壁效應(C)附著的初級空氣噴流(19)和依靠附壁效應(C)附著的吸氣空氣流(21)進行混合以給該房間通風的方法用的獨立的氣浮除汙染的裝置(101)，其特徵還在於所述多孔的撓性的圓柱形吹風部分(159)包括a)遍及其表面的一部分的一多孔表面(Spa)，用於形成一吹風表面(Ss)而使一初級吹風噴流(21)也能從其吹出；以及b)其表面的其餘部分上的一不透氣的表面(SE)。
17.如權利要求15所述的、用於一房間(3)的、實施權利要求1所述的、通過利用依靠附壁效應(C)附著的初級空氣噴流(19)和依靠附壁效應(C)附著的吸氣空氣流(21)進行混合以給該房間通風的方法用的獨立的氣浮除汙染的裝置(101)，其特徵還在於它包括至少一個伸縮式的加強條裝置(170)，該裝置的一端置於所述多孔的撓性圓柱形吹風部分(159)內，其另一端固定於所述垂向的通風筒裝置(103)。
18.如權利要求17所述的、用於一房間(3)的、實施權利要求1所述的、通過利用依靠附壁效應(C)附著的初級空氣噴流(19)和依靠附壁效應(C)附著的吸氣空氣流(21)進行混合以給該房間通風的方法用的獨立的氣浮除汙染的裝置(101)，其特徵還在於所述伸縮式的加強條裝置(170)的伸出依靠所述裝置(101)內部的壓力來進行。
全文摘要
一種用於一房間(3)裡的氣浮除汙染裝置(101)，其工作原理是用依靠附壁效應(C)附著的初級吹風空氣噴流(19)和吸氣空氣流(21)進行混合。該裝置的立式通風筒裝置(103)有一個底部吸氣端(104)和一個頂部吹風端(105)。空氣驅動裝置(106)可使空氣(A)運動起來而流進和流出通風筒裝置。一個進風嘴(118)具有一垂向吸氣表面(Sa)，用於吸進一氣流(55)形式的空氣，而吸進氣流(55)是依靠附壁效應(C)平行於並且附著於地板(6)。利用天花板(20)處的表面效應的一吹風嘴(129)具有一朝前的多孔吹風表面(Ss)。吹風嘴產生依靠附壁效應(C)附著於天花板(20)的一初級空氣噴流(19)。除去沾染物的裝置(127)可除去空氣中的沾染物。吸氣表面(Ss)的有效面積(Sae)小於吹風表面(Ss)的有效面積(Sse)。這種裝置可消除採用附著的空氣流的通風系統中通常存在的「傾斜的幹擾分流空氣流」。
文檔編號F24F7/007GK1863584SQ200480029099
公開日2006年11月15日 申請日期2004年9月10日 優先權日2003年9月10日
發明者J·－M·比利奧蒂, F·巴瑟特, E·V·伏洛蒂納, A·V·納戈爾金 申請人:埃爾英斯貝斯有限公司