本實用新型涉及空氣凈化領(lǐng)域，并且特別地涉及用于移除氡衰變產(chǎn)物的設(shè)備，以及包括這樣的設(shè)備的空氣凈化裝置。具體地，借助于這種移除氡衰變產(chǎn)物的設(shè)備和空氣凈化裝置，不僅結(jié)合態(tài)而且還有非結(jié)合態(tài)的氡衰變產(chǎn)物，都能夠得到有效的移除。

背景技術(shù)：

電離輻射對人類健康造成的風險是眾所周知的。目前，氡氣是最為重要的自然電離輻射源，人類在生活環(huán)境中吸入氡氣所致的內(nèi)照射約占全部天然輻射源所致有效劑量當量的一半。氡是無色、無味的放射性氣體，其在自然環(huán)境中無處不在。氡通過自然發(fā)生的鈾的放射性衰變而產(chǎn)生。在室內(nèi)環(huán)境中，氡主要從土壤和建筑材料釋放到大氣中并且在通風條件欠佳的情況下累積達到較高的放射性濃度水平。世界衛(wèi)生組織已經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，氡是肺癌的第二誘因。特別地，對于氡而言，不存在由于暴露所致的健康風險的最低水平。換言之，即便氡的含量較低，也可能導致像肺癌這樣嚴重的健康問題。

調(diào)研發(fā)現(xiàn)，吸入氡氣體對人體的健康風險主要不是來自氡，而是來自氡的短壽命衰變產(chǎn)物的α照射。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所已知的，氡在衰變過程中將會產(chǎn)生一系列衰變產(chǎn)物，并且它們一般可以根據(jù)存在狀態(tài)而歸類為兩種：結(jié)合態(tài)和非結(jié)合態(tài)。氡的衰變產(chǎn)物最初是自由帶電離子，這些離子極其迅速地與水、氧或其它痕量氣體形成簇，一部分簇會在很短的時間內(nèi)（1~100s）附著到氣溶膠粒子上。通常把簇載帶的衰變產(chǎn)物稱為非結(jié)合態(tài)衰變產(chǎn)物，把附著在氣溶膠粒子上的稱為結(jié)合態(tài)衰變產(chǎn)物。未結(jié)合態(tài)氡衰變產(chǎn)物粒徑范圍為0.5~5nm，結(jié)合態(tài)氡衰變產(chǎn)物粒徑范圍取決于空氣中氣溶膠的尺寸分布。當人們吸入氡和其衰變產(chǎn)物時，由于未結(jié)合態(tài)具有高的擴散能力和吸附性，特別容易沉積于大支氣管內(nèi)，是大支氣管上皮細胞所受劑量的主要來源。大部分肺癌首先在這里發(fā)生。因此，如何有效地移除氡衰變產(chǎn)物，尤其是劑量轉(zhuǎn)化系數(shù)較大的非結(jié)合態(tài)衰變產(chǎn)物，是當前在本領(lǐng)域中非常感興趣的議題。

目前，已經(jīng)提出了眾多方案，具體地多種空氣凈化器，以便移除室內(nèi)空氣中的氡衰變產(chǎn)物。這樣的空氣凈化器大體包括活性炭過濾器、高效空氣（HEPA）過濾器、靜電沉降過濾器或者它們的任何組合。具體地，活性炭過濾器僅僅能夠移除氡氣，而對于氡衰變產(chǎn)物的移除沒有任何作用。而且，活性炭對氡的吸收效率是相當有限的并且受到諸如空氣濕度、環(huán)境溫度等等因素的顯著影響。相比而言，HEPA過濾器或者靜電沉降過濾器都可以有效地移除結(jié)合態(tài)氡衰變產(chǎn)物，這是因為結(jié)合態(tài)氡衰變產(chǎn)物具有相對大的顆粒尺寸。然而，對于非結(jié)合態(tài)氡衰變產(chǎn)物的移除，不管是HEPA還是靜電沉降過濾器都是相當?shù)托У?。原因在于，非結(jié)合態(tài)氡衰變產(chǎn)物的顆粒尺寸明顯更小，典型地具有小于5nm的直徑。此外，在HEPA或者靜電沉降過濾器中，由于過濾過程所致的氣運顆粒的減少，非結(jié)合態(tài)氡衰變產(chǎn)物的濃度將會隨之增大，這對于人類健康而言顯然是不利的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于以上所述，本實用新型的目的在于，提供一種用于移除氡衰變產(chǎn)物的設(shè)備以及包括這樣的設(shè)備的空氣凈化裝置，其不僅能夠移除結(jié)合態(tài)氡衰變產(chǎn)物，而且還能夠同時移除非結(jié)合態(tài)氡衰變產(chǎn)物。

根據(jù)本實用新型的第一方面，提供了一種用于移除氡衰變產(chǎn)物的設(shè)備。該設(shè)備包括：用于移除結(jié)合態(tài)氡衰變產(chǎn)物的第一過濾器；用于移除非結(jié)合態(tài)氡衰變產(chǎn)物的第二過濾器；用于驅(qū)動空氣傳遞通過第一過濾器和第二過濾器的鼓風機；以及包括入口、出口和管道壁的氣流管道。具體地，第一過濾器和第二過濾器設(shè)置在該氣流管道內(nèi)。

如以上在背景技術(shù)部分中所討論的，氡衰變產(chǎn)物，尤其是非結(jié)合態(tài)氡衰變產(chǎn)物，對于人類的健康呈現(xiàn)著非常嚴重的風險，并且因此需要得到有效的移除。根據(jù)本實用新型的第一方面的上述實施例，借助于第一過濾器和第二過濾器，使得根據(jù)本實用新型所提出的設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)結(jié)合態(tài)和非結(jié)合態(tài)氡衰變產(chǎn)物的同時移除，這對于肺癌以及其它潛在的健康風險是非常有益的。

根據(jù)本實用新型的第一方面的具體實施例，在用于移除氡衰變產(chǎn)物的設(shè)備中，第一過濾器包括高效空氣（HEPA）過濾器或者靜電沉降過濾器。作為具體示例，HEPA過濾器或者靜電沉降過濾器能夠有效地移除結(jié)合態(tài)氡衰變產(chǎn)物，這是因為結(jié)合態(tài)氡衰變產(chǎn)物具有相對大的顆粒尺寸。傳統(tǒng)上，HEPA過濾器具有風阻小、容塵量大、過濾精度高等優(yōu)點，并且能夠根據(jù)具體需要而被設(shè)計成各種形狀和尺寸。進一步地，通過設(shè)計成多層折疊配置，HEPA過濾器還能夠耐高溫、耐腐蝕和防霉等等，并且濾凈效率非常出眾。另一方面，對于靜電沉降過濾器而言，借助于電離和收集而實現(xiàn)顆粒的過濾效果。具體地，這樣的靜電沉降過濾器通過電暈放電使氣流中所帶顆粒荷電，并且通過電場力將荷電顆粒收集，從而實現(xiàn)凈化效果。這樣的靜電沉降過濾器具有阻力低、效率高、壽命長等優(yōu)點，并且能夠去除粉塵、霧狀顆粒物等。

進一步地，根據(jù)本實用新型的第一方面的其它具體實施例，在用于移除氡衰變產(chǎn)物的設(shè)備中，第二過濾器包括絲網(wǎng)過濾器。具體地，這樣的絲網(wǎng)過濾器包括由不銹鋼材料制成的金屬絲網(wǎng)過濾器。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的，常規(guī)的用于過濾大尺寸顆粒的初效過濾網(wǎng)一般由纖維材料制成，網(wǎng)孔分布一般相對雜亂，并且網(wǎng)孔的物理尺寸相對較大，諸如幾百微米或者幾毫米的尺寸。然而相反地，根據(jù)本實用新型的這一實施例的絲網(wǎng)過濾器具有規(guī)則的絲網(wǎng)結(jié)構(gòu)，并且網(wǎng)孔的尺寸一般明顯更小，諸如幾十微米這樣的尺寸?；诖耍z網(wǎng)過濾器能夠有效地收集非結(jié)合態(tài)氡衰變產(chǎn)物，并且其對衰變產(chǎn)物的收集效率一般可以通過絲網(wǎng)過濾器的目數(shù)、不銹鋼絲的直徑、待收集的顆粒的擴散系數(shù)、空氣流速等等來確定。

根據(jù)另外的具體實施例提供的用于移除氡衰變產(chǎn)物的設(shè)備，在從氣流管道的入口到出口的氣流方向上，第一過濾器設(shè)置在第二過濾器的上游，并且第一過濾器的有效表面積小于第二過濾器的有效表面積。根據(jù)這樣的具體實施例，需要被凈化的空氣首先會經(jīng)過第一過濾器，其中空氣中的結(jié)合態(tài)氡衰變產(chǎn)物能夠得到有效的移除；并且然后，同樣體積的空氣將進一步地通過第二過濾器，其中移除掉非結(jié)合態(tài)氡衰變產(chǎn)物。此時，如果第一過濾器的有效表面積小于第二過濾器的有效表面積，則由于單位時間內(nèi)到達兩個過濾器的空氣體積相同，所以經(jīng)過第一過濾器的氣流的線速度將必然會大于經(jīng)過第二過濾器的氣流的線速度。發(fā)明人已經(jīng)認識到，經(jīng)過絲網(wǎng)過濾器的氣流的線速度越小，就越有利于絲網(wǎng)過濾器對非結(jié)合態(tài)氡衰變產(chǎn)物的有效移除，這將在下文的具體實施方式中更加詳細的討論。

當然，可替換地，在獲益于本實用新型的教導的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠容易地領(lǐng)會到，在從氣流管道的入口到出口的氣流方向上，第一過濾器也可以設(shè)置在第二過濾器的下游，并且此時第一過濾器的有效表面積被設(shè)計成大于第二過濾器的有效表面積。通過類似的分析，這樣的可替換布置同樣促進了對非結(jié)合態(tài)氡衰變產(chǎn)物的有效移除。

進一步地，根據(jù)具體實現(xiàn)方案，第一過濾器和第二過濾器均設(shè)置成具有中空結(jié)構(gòu)，并且中空的第二過濾器設(shè)置成至少部分地圍繞中空的第一過濾器。通過兩個過濾器的這種嵌套式結(jié)構(gòu)配置，相對容易地獲得了第一過濾器處于第二過濾器的上游并且有效表面積更小的設(shè)計。自然地，以這樣的方式，經(jīng)過絲網(wǎng)過濾器的氣流的線速度將相對較小，并且因此其對非結(jié)合態(tài)氡衰變產(chǎn)物的移除效果更好。進一步可替換地，中空的第二過濾器和中空的第一過濾器同軸設(shè)置。發(fā)明人已經(jīng)認識到，在第一過濾器和第二過濾器的嵌套式設(shè)計的情況下，通過附加的同軸設(shè)定，進一步確保了第二過濾器（即，絲網(wǎng)過濾器）對非結(jié)合態(tài)氡衰變產(chǎn)物的有效移除。

作為具體示例，根據(jù)本實用新型的第一方面的上述實施例，在用于移除氡衰變產(chǎn)物的設(shè)備中，中空的第二過濾器的形狀包括球形、圓柱形或立方形。與此相對應(yīng)地，中空的第一過濾器的形狀也被設(shè)計成球形、圓柱形或立方形。當然，在獲益于本實用新型的教導的基礎(chǔ)之上，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠根據(jù)具體實踐而設(shè)計出各種各樣的其它適當?shù)男螤?，諸如橢圓形、錐體形等等，并且本實用新型在這一方面不限制。

根據(jù)本實用新型的第二方面，還提供了一種空氣凈化裝置，其包括根據(jù)本實用新型的第一方面的任一個實施例所述的用于移除氡衰變產(chǎn)物的設(shè)備。對于這樣的空氣凈化裝置的具體實現(xiàn)，可以參照以上結(jié)合第一方面所描述的用于移除氡衰變產(chǎn)物的設(shè)備的具體實現(xiàn)，并且本實用新型在此不做重復描述。

應(yīng)當領(lǐng)會到，前述的概念與下文更詳細地討論的附加概念的所有組合(假如這樣的概念并不相互矛盾)被預(yù)期作為本文中所公開的實用新型主題的一部分。特別地，在本實用新型結(jié)尾處出現(xiàn)的所要求保護的主題的所有組合被預(yù)期作為本文中所公開的實用新型主題的一部分。還應(yīng)當領(lǐng)會到，也可能出現(xiàn)在通過引用并入的任何公開中的本文明確采用的術(shù)語應(yīng)當被賦予與本文中所公開的特定概念最一致的意義。

附圖說明

現(xiàn)將參考附圖僅以舉例的方式來更加詳細地描述本實用新型的實施例。附圖僅僅是示意性的并且沒有按照比例繪制。貫穿附圖，相同參考標號指示相同或類似部分。在附圖中：

圖1是圖示了根據(jù)本實用新型的實施例的用于移除氡衰變產(chǎn)物的設(shè)備的示意性結(jié)構(gòu)的截面視圖；

圖2是圖示了在根據(jù)本實用新型的實施例的用于移除氡衰變產(chǎn)物的設(shè)備中使用的絲網(wǎng)過濾器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是圖示了根據(jù)本實用新型的實施例的用于移除氡衰變產(chǎn)物的另一設(shè)備的示意性結(jié)構(gòu)的截面視圖；

圖4是圖示了根據(jù)本實用新型的實施例的用于移除氡衰變產(chǎn)物的設(shè)備的形狀為中空球形時的示意性結(jié)構(gòu)的透視圖；

圖5是圖示了根據(jù)本實用新型的實施例的用于移除氡衰變產(chǎn)物的設(shè)備的形狀為中空圓柱形時的示意性結(jié)構(gòu)的透視圖；以及

圖6是圖示了根據(jù)本實用新型的實施例的用于移除氡衰變產(chǎn)物的設(shè)備的形狀為中空立方形時的示意性結(jié)構(gòu)的透視圖。

具體實施方式

在以下詳細描述中，出于解釋而非限制的目的，闡述了公開具體細節(jié)的代表性實施例以便提供對本教導的透徹理解。然而，對于已經(jīng)獲益于本實用新型的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將顯而易見的是，根據(jù)本教導的脫離于本文公開的具體細節(jié)的其它實施例保持在隨附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。此外，可以省略公知的裝置和方法的描述以便不使代表性實施例的描述模糊。這樣的方法和裝置清楚地處于本教導的范圍內(nèi)。

參照圖1，其是圖示了根據(jù)本實用新型的實施例的用于移除氡衰變產(chǎn)物的設(shè)備的示意性結(jié)構(gòu)的截面視圖。具體地，用于移除氡衰變產(chǎn)物的這種設(shè)備10可以包括：用于移除結(jié)合態(tài)氡衰變產(chǎn)物的第一過濾器11；用于移除非結(jié)合態(tài)氡衰變產(chǎn)物的第二過濾器12；用于驅(qū)動空氣傳遞通過第一過濾器11和第二過濾器12的鼓風機13；以及氣流管道14。進一步地，參照圖1，該氣流管道14可以包括入口IL1、出口OL1和管道壁W1。此外，如圖1中所示，第一過濾器11和第二過濾器12均可以設(shè)置在該氣流管道14內(nèi)。另外，在圖1中，還利用箭頭示意性地表示出氣流的大體傳送方向，這同樣適用于以下將討論的圖3-6中的實施例。作為示例，該氣流管道14的管道壁W1可以設(shè)計為不透風的，并且類似地，第一過濾器11和第二過濾器12可以分別以不透風的方式設(shè)置在該氣流管道14內(nèi)。此外，還需要指出的是，在圖1中示出的第一過濾器11、第二過濾器12、鼓風機13和氣流管道14的具體尺寸和相對位置設(shè)定僅僅是示意性的并且不代表對本實用新型的任何限制。在獲益于本實用新型的公開內(nèi)容的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠根據(jù)需要對用于移除氡衰變產(chǎn)物的設(shè)備的構(gòu)成組件進行靈活設(shè)置，只要能夠?qū)崿F(xiàn)同時移除結(jié)合態(tài)和非結(jié)合態(tài)氡衰變產(chǎn)物這樣的目的即可。

作為具體實現(xiàn)示例，在用于移除氡衰變產(chǎn)物的設(shè)備10中，第一過濾器11可以選擇為高效空氣（HEPA）過濾器或者靜電沉降過濾器，其能夠有效地移除結(jié)合態(tài)氡衰變產(chǎn)物。對于HEPA過濾器，可以選擇多層折疊式配置，并且根據(jù)實際需要設(shè)計其具體形狀和尺寸。作為典型的示例，當HEPA過濾器被設(shè)置成層狀結(jié)構(gòu)時，這樣的層狀結(jié)構(gòu)的層厚度可以選擇為從大概10mm到大概30mm的范圍。相應(yīng)地，作為示例，靜電沉降過濾器可以包括電離區(qū)和收集區(qū)，空氣中的顆粒在電離區(qū)被高壓靜電場電離，然后荷電微粒在收集區(qū)被捕集。

進一步地，在用于移除氡衰變產(chǎn)物的設(shè)備10中，第二過濾器12可以具體地配置為絲網(wǎng)過濾器。這樣的絲網(wǎng)過濾器與傳統(tǒng)上用于過濾大顆粒的初效過濾網(wǎng)完全不同，其中差異在于，絲網(wǎng)過濾器的網(wǎng)孔尺寸相對較小并且分布相對較規(guī)則?；诖?，與傳統(tǒng)初效過濾網(wǎng)不同，絲網(wǎng)過濾器能夠?qū)崿F(xiàn)非結(jié)合態(tài)氡衰變產(chǎn)物的有效移除，這是本領(lǐng)域技術(shù)人員所容易理解的。進一步可選地，這樣的絲網(wǎng)過濾器可以通過不銹鋼材料而制成，即作為金屬絲網(wǎng)過濾器。參照圖2，其是圖示了在根據(jù)本實用新型的實施例的用于移除氡衰變產(chǎn)物的設(shè)備中使用的絲網(wǎng)過濾器的結(jié)構(gòu)示意圖。在圖2中所示的絲網(wǎng)過濾器12'中，所有網(wǎng)孔的形狀都為正方形并且在二維平面中均勻分布。當然，技術(shù)人員應(yīng)當領(lǐng)會到，在圖2中示出的絲網(wǎng)過濾器12'的正方形網(wǎng)孔形狀僅僅是一種示意性的示例，其不代表對本實用新型的任何限制。事實上，可以采用實踐中合適的任何網(wǎng)孔形狀，諸如四邊形、三角形等等。同樣地，需要指出的是，絲網(wǎng)過濾器的不銹鋼材料構(gòu)成僅僅是一種代表性示例，其在實踐中展現(xiàn)出相對高的收集效率。然而，本實用新型并不僅僅局限于這樣的材料。相反地，適用于過濾非結(jié)合態(tài)氡衰變產(chǎn)物的現(xiàn)有的或者未來研發(fā)出的任何材料都可以用于本實用新型的絲網(wǎng)過濾器中。

發(fā)明人已經(jīng)認識到，由不銹鋼材料制成的金屬絲網(wǎng)過濾器對于非結(jié)合態(tài)氡衰變產(chǎn)物的收集能力主要受絲網(wǎng)過濾器的目數(shù)、金屬絲的直徑、待收集的顆粒的擴散系數(shù)、空氣流速等等因素的影響。具體地，在理論上，這樣的金屬絲網(wǎng)過濾器對非結(jié)合態(tài)氡衰變產(chǎn)物的收集系數(shù)F可以表示如下：

F=1-(0.82*e^-0.233h+0.18*e^-0.167h) (1)

其中h=100Mc²dD/u

Mc：金屬絲網(wǎng)過濾器的目數(shù)，即單位長度的網(wǎng)孔數(shù)目，以每cm的網(wǎng)孔數(shù)目為單位；

d：金屬絲的直徑，以cm為單位；

D：待收集的顆粒的擴散系數(shù)，以cm²/sec為單位；

u：空氣流動的線速度，以cm/sec為單位。

一般地，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中的記載，在空氣中非結(jié)合態(tài)氡衰變產(chǎn)物的擴散系數(shù)隨衰變產(chǎn)物的壽命以及空氣濕度而變化。典型地，擴散系數(shù)的值的范圍大概是從0.034cm²/s到0.085cm²/s。根據(jù)以上理論公式(1)以及A. C. James等人在Aerosol Science, 3, 1972中的報道，金屬絲網(wǎng)過濾器對非結(jié)合態(tài)氡衰變產(chǎn)物的收集效率隨空氣流動的線速度的增加而降低。因而，為了有效地移除非結(jié)合態(tài)氡衰變產(chǎn)物，相對較低的空氣流動速度是優(yōu)選的。

鑒于以上內(nèi)容，為了獲得使氣流在到達絲網(wǎng)過濾器時具有相對較低的線速度，并且因而實現(xiàn)非結(jié)合態(tài)氡衰變產(chǎn)物的更有效的移除，在以上所述的設(shè)備中，在從氣流管道的入口到出口的氣流方向上，可以將第一過濾器設(shè)置在第二過濾器的上游，并且第一過濾器的有效表面積可以小于第二過濾器（即，絲網(wǎng)過濾器）的有效表面積。這一點的具體示例在圖3中示出，其中圖3是圖示了根據(jù)本實用新型的實施例的用于移除氡衰變產(chǎn)物的另一設(shè)備的示意性結(jié)構(gòu)的截面視圖。在圖3中示出的設(shè)備30與在圖1中示出的設(shè)備10的結(jié)構(gòu)和組成構(gòu)件大體相同。因此，在圖3中，分別利用對應(yīng)的參考標號31、32、33、34、IL3、OL3和W3表示與圖1中相同的第一過濾器31、第二過濾器32、鼓風機33、氣流管道34、入口IL3、出口OL3和管道壁W3，并且此處不再對它們進行重復描述。圖3的設(shè)備30與圖1的設(shè)備10的主要差別在于，此時在圖3中，第一過濾器31設(shè)置在第二過濾器32的上游，并且第一過濾器31的有效表面積明顯小于第二過濾器32的有效表面積。利用這樣的配置，同樣體積的空氣將首先通過第一過濾器31（其中過濾掉結(jié)合態(tài)氡衰變產(chǎn)物）并且然后再通過絲網(wǎng)過濾器32（其中過濾掉非結(jié)合態(tài)氡衰變產(chǎn)物）。這樣，如果第一過濾器31的有效表面積小于第二過濾器32的有效表面積，則由于單位時間內(nèi)到達兩個過濾器31,32的空氣體積相同，所以經(jīng)過第一過濾器31的氣流的線速度將必然會大于經(jīng)過第二過濾器32的氣流的線速度。以這樣的方式，保證了經(jīng)過絲網(wǎng)過濾器32的氣流的線速度相對較小，并且由此促進了對非結(jié)合態(tài)氡衰變產(chǎn)物的有效移除。

當然，可替換地，在獲益于本實用新型的教導的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠容易地設(shè)想到，還可以將第一過濾器設(shè)置在第二過濾器的下游，并且此時將第一過濾器的有效表面積設(shè)計成大于第二過濾器的有效表面積。這樣，在第二（即，絲網(wǎng)）過濾器處，同樣能夠?qū)崿F(xiàn)相對較低的氣流線速度，從而保證能夠有效移除非結(jié)合態(tài)氡衰變產(chǎn)物。

進一步地，作為具體實現(xiàn)方案，可以將第一過濾器和第二過濾器均設(shè)置成具有中空結(jié)構(gòu)，并且使中空的第二過濾器設(shè)置成至少部分地圍繞中空的第一過濾器。通過這種嵌套式結(jié)構(gòu)配置，自然地獲得了第一過濾器處于第二過濾器的上游并且有效表面積更小的設(shè)計。進一步可替換地，中空的第二過濾器和中空的第一過濾器可以設(shè)計成同軸設(shè)置。發(fā)明人已經(jīng)認識到，在第一過濾器和第二過濾器的嵌套式設(shè)計的情況下，通過附加的同軸設(shè)定，進一步確保了經(jīng)過第一過濾器的所有氣流都能夠有效地經(jīng)過第二過濾器（即，絲網(wǎng)過濾器），并且由此實現(xiàn)了非結(jié)合態(tài)氡衰變產(chǎn)物的有效移除。

在中空結(jié)構(gòu)的大體配置之下，可以根據(jù)實際需要靈活地選擇用于第一過濾器和第二過濾器的具體形狀和尺寸。接下來，參照圖4-5，示例性地討論用于中空的第一和第二過濾器的代表性形狀和尺寸選擇。此外，在下文中，以第一過濾器為HEPA過濾器而第二過濾器為金屬絲網(wǎng)過濾器為例對其形狀和尺寸的選擇進行說明。

圖4是圖示了根據(jù)本實用新型的實施例的用于移除氡衰變產(chǎn)物的設(shè)備的形狀為中空球形時的示意性結(jié)構(gòu)的截面視圖；圖5是圖示了根據(jù)本實用新型的實施例的用于移除氡衰變產(chǎn)物的設(shè)備的形狀為中空圓柱形時的示意性結(jié)構(gòu)的截面視圖；并且圖6是圖示了根據(jù)本實用新型的實施例的用于移除氡衰變產(chǎn)物的設(shè)備的形狀為中空立方形時的示意性結(jié)構(gòu)的截面視圖。此外，在圖4-6中，形狀均為中空球形的第一過濾器41,51,61和第二過濾器42,52,62還設(shè)置成同軸定位，特別地，在圖4中還可以稱為同心定位。當然，在獲益于本實用新型的教導的基礎(chǔ)之上，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠根據(jù)具體實踐而設(shè)計出各種各樣的其它適當?shù)男螤?，諸如橢圓形、錐體形等等，并且本實用新型在這一方面不限制。

首先，具體地討論用于HEPA過濾器的設(shè)計參數(shù)的選擇。本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的是，用于顆粒移除的現(xiàn)有HEPA過濾器的一次過濾效率非常高并且可以高達近乎100%。因此，在典型迎面速度（即，以上所提及的氣流的線速度）1m/s的情況下，HEPA過濾器的合適表面積將取決于要凈化的房間的大小。假設(shè)房間體積為50-80m³，并且過濾器在一個小時內(nèi)能夠?qū)⒎块g內(nèi)的空氣量凈化5次。在這樣的情況下，過濾器的清潔空氣遞送速率（簡稱為CADR）應(yīng)當為250-400m³/h，并且然后流速也應(yīng)當為250-400m³/h（因為HEPA過濾器具有100%的一次過濾效率）。由此，HEPA過濾器的表面區(qū)域就應(yīng)當在0.07-0.12m²的范圍中。

在以上所述各種條件之下，當HEPA過濾器選擇為如圖4中所示的中空球形過濾器時，假設(shè)球形的有效表面積由于空氣入口而僅是其總體球面積的85%，則該球形HEPA過濾器的半徑應(yīng)當為0.08-0.11m?？商鎿Q地，當HEPA過濾器選擇為如圖5中所示的中空圓柱形過濾器時，假設(shè)整個底部由于空氣入口而不可用于空氣過濾并且圓柱形的高度與直徑之比為2:1，則該圓柱形HEPA過濾器的高度和直徑應(yīng)當分別為0.20-0.26m和0.10-0.13m。進一步可替換地，當HEPA過濾器選擇為如圖6中所示的中空立方形過濾器時，同樣假設(shè)整個底部由于空氣入口而不可用于空氣過濾并且立方形的長寬高的比例為1:1:2，則該立方形HEPA過濾器的長度、寬度和高度應(yīng)當分別為0.09-0.12、0.09-0.12m和0.18-0.24m。

進一步地，具體地討論用于金屬絲網(wǎng)過濾器的設(shè)計參數(shù)的選擇。參照以上關(guān)于HEPA過濾器的詳細討論，相同體積，即250-400m³/h的氣流，將在經(jīng)過HEPA過濾器之后經(jīng)過金屬絲網(wǎng)過濾器。假設(shè)用于非結(jié)合態(tài)氡衰變產(chǎn)物移除的CADR應(yīng)當為125-200m³/h，則金屬絲網(wǎng)過濾器的一次過濾效率應(yīng)當超過50%。假設(shè)選用200目的金屬絲網(wǎng)作為過濾器，非結(jié)合態(tài)氡衰變產(chǎn)物的擴散系數(shù)為0.054cm²/s，那么穿過金屬絲網(wǎng)過濾器的迎面速度應(yīng)當大于0.7m/s。在這樣的情況下，金屬絲網(wǎng)過濾器的有效過濾表面積應(yīng)當是HEPA過濾器的有效過濾表面積的1.5倍，即應(yīng)當為0.11-0.18m²。

在以上所述各種條件之下，當金屬絲網(wǎng)過濾器選擇為如圖4中所示的中空球形過濾器時，假設(shè)其有效表面積為總體球面積的85%（同樣由于空氣入口的存在），則該球形金屬絲網(wǎng)過濾器的半徑應(yīng)當為0.10-0.14m。可替換地，當金屬絲網(wǎng)過濾器選擇為如圖5中所示的中空圓柱形過濾器時，同樣假設(shè)整個底部由于空氣入口而不可用于空氣過濾并且圓柱形的高度與直徑之比為2:1，則該圓柱形金屬絲網(wǎng)過濾器的高度和直徑應(yīng)當分別為0.25-0.32m和0.13-0.16m。進一步可替換地，當金屬絲網(wǎng)過濾器選擇為如圖6中所示的中空立方形過濾器時，同樣假設(shè)整個底部由于空氣入口而不可用于空氣過濾并且立方形的長寬高的比例為1:1:2，則該立方形金屬絲網(wǎng)過濾器的長度、寬度和高度應(yīng)當分別為0.11-0.15m、0.11-0.15m和0.22-0.30m。

當然，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當領(lǐng)會到，以上作為示例而針對中空球形/圓柱形/立方形的HEPA過濾器和金屬絲網(wǎng)過濾器所列出的各種尺寸應(yīng)當僅視為是在以上所述各種假設(shè)條件之下得到的代表性示例，并且本實用新型在這一方面不受限制。事實上，對于人們?nèi)粘Ｉ钪械氖褂脠鼍岸裕鶕?jù)本實用新型的實施例所述的用于移除氡衰變產(chǎn)物的設(shè)備一般將被放置在相對較小的室內(nèi)環(huán)境中，諸如臥室、起居室等等，并且因此整個設(shè)備中的第一和/或第二過濾器的尺寸將會明顯不同于以上作為示例而列出的那些代表性尺寸。在獲益于本實用新型的教導的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠容易地獲得用于這兩個過濾器的形狀和尺寸的其它各種各樣合適的設(shè)計參數(shù)。

根據(jù)本實用新型的第二方面，還提供了一種空氣凈化裝置，其包括根據(jù)本實用新型的以上任一個實施例所述的用于移除氡衰變產(chǎn)物的設(shè)備。對于這樣的空氣凈化裝置的具體實現(xiàn)，可以參照以上結(jié)合任一個附圖所描述的用于移除氡衰變產(chǎn)物的設(shè)備的具體實現(xiàn)，并且本實用新型在此不做重復描述。

所公開的實施例的另外的變型可由本領(lǐng)域技術(shù)人員在實踐所主張的本實用新型時，通過學習附圖、公開內(nèi)容和所附權(quán)利要求而理解和實行。在權(quán)利要求中，詞語“包括”并不排除其它元件或步驟且不定冠詞“一”并不排除多個。在相互不同的附屬權(quán)利要求中陳述特定措施的簡單事實并不表示不能使用這些措施的組合來取得益處。在權(quán)利要求中的任何附圖標記不應(yīng)被理解為限制其范圍。