本實用新型涉及空氣凈化技術領域，特別涉及一種防霧霾裝置。

背景技術：

霧霾，是霧和霾的組合詞。霧霾常見于城市。霧霾對人體的危害眾所周知，中國不少地區將霧并入霾一起作為災害性天氣現象進行預警預報，統稱為“霧霾天氣”。霧霾天氣對人體的主要危害常言道“秋冬毒霧殺人刀”。我們看得見、抓不著的“霧霾”其實對身體的影響較大。所以，每每霧霾頻發時刻，大家都會購買防霧霾裝置進行個人防護。

然而，發明人在實現本實用新型的過程中發現，在現有技術中存在如下缺陷：現在的防霧霾裝置(例如防霧霾口罩)都是采用過濾材料濾除空氣中的PM2.5等有害成分，這就存在兩個問題：一是有的過濾材料不能有效濾除PM2.5等有害成分，二是普通裝置的濾除效果與過濾材料的厚度有關，可以有效濾除PM2.5有害成分的防霧霾裝置的過濾材料都比較厚、壓阻比較大，佩戴裝置時會阻礙呼吸、引起呼吸困難，從而影響公眾佩戴裝置的意愿。因此，現有技術缺少一種能夠有效濾除PM2.5等有害成分且材質輕薄的防霧霾裝置。

技術實現要素：

本實用新型提供了一種防霧霾裝置，用以解決現有技術缺少一種能夠有效濾除PM2.5等有害成分且材質輕薄的防霧霾裝置的問題。

本實用新型提供了一種防霧霾裝置，包括：裝置本體以及設置在裝置本體內部的至少一個摩擦發電機；其中，裝置本體的外側進一步設置有至少一個進氣孔，裝置本體的內側用于與人體的面部相接觸，并且，至少一個摩擦發電機用于在進氣孔進入氣流時發生振動，并產生用于吸附氣流中的固體顆粒的靜電場。

優選的，裝置本體進一步包括：外表層、內表層以及設置在所述外表層和內表層之間的夾層，則所述至少一個摩擦發電機位于所述夾層內；其中，所述進氣孔設置在所述夾層的中部和/或側部。

優選的，所述夾層外側進一步設置有：能夠膨脹或收縮的充氣倉，且所述充氣倉上進一步設置有至少一個氣道口，且所述至少一個氣道口設置在所述充氣倉的中部和/或側部。

優選的，進氣孔的數量為多個，且各個進氣孔分別與各個摩擦發電機的第一端和/或第二端相對；其中，沿進氣孔吹入所述防霧霾裝置內部的氣流的方向與所述摩擦發電機相互平行或垂直。

優選的，每個摩擦發電機包括：至少兩個電極層，以及設置在至少兩個電極層之間的至少一個振膜層。

優選的，至少兩個電極層以及至少一個振膜層的第一端為固定在裝置本體內部的固定端，至少兩個電極層以及至少一個振膜層的第二端為被包覆在裝置本體內部的自由端。

優選的，至少兩個電極層包括：第一電極層和第二電極層，且至少一個振膜層的第一端與第一電極層的第一端相互接觸，至少一個振膜層的第一端與第二電極層的第一端相互分離。

優選的，至少一個振膜層為平板狀或波浪狀。

優選的，每個摩擦發電機上進一步設置有至少一個氣流孔。

優選的，裝置本體的內側進一步設置有吸氣孔，和/或裝置本體的外部進一步設置有換氣閥。

優選的，所述裝置本體的外側進一步設置有至少一個凸起罩，且所述至少一個進氣孔設置在所述至少一個凸起罩上。

優選的，防霧霾裝置為口罩或鼻罩。

在本實用新型提供的一種防霧霾裝置中，利用氣體的自然流動驅動摩擦發電機工作，在摩擦發電機輸出電極中產生靜電荷，從而在電極間形成交流電壓，同時產生可以吸附空氣中有害顆粒的高壓靜電場，達到較好的空氣凈化效果，實現防霧霾的目的。同時，用于制作摩擦發電機的材料為高分子聚合物材料，比較輕薄，使得整個防霧霾裝置不僅輕薄、透氣性好，而且佩戴方便。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例一提供的一種防霧霾裝置的實物示意圖；

圖2是本實用新型實施例二提供的一種防霧霾裝置的一種具體結構的俯視圖的截面圖；

圖3是本實用新型實施例二提供的一種防霧霾裝置的另一種具體結構的俯視圖的截面圖；

圖4是本實用新型實施例提供的一種防霧霾裝置中摩擦發電機的一種具體結構示意圖；

圖5是本實用新型實施例提供的一種防霧霾裝置中摩擦發電機的另一種具體結構示意圖。

具體實施方式

為充分了解本實用新型之目的、特征及功效，借由下述具體的實施方式，對本實用新型做詳細說明，但本實用新型并不僅僅限于此。

本實用新型提供了一種防霧霾裝置，至少能夠解決現有技術中缺少一種能夠有效濾除PM2.5等有害成分且材質輕薄的防霧霾裝置的問題。

實施例一

本實用新型實施例一提供了一種防霧霾裝置，該裝置包括：裝置本體以及設置在裝置本體內部的至少一個摩擦發電機；其中，裝置本體的外側進一步設置有至少一個進氣孔，裝置本體的內側用于與人體的面部相接觸，并且，至少一個摩擦發電機用于在進氣孔進入氣流時發生振動，并產生用于吸附氣流中的固體顆粒的靜電場。

在具體實施中，如圖1所示，防霧霾裝置的裝置本體110上設置有一個或多個進氣孔112，該進氣孔112用于供外界空氣進入本裝置。裝置本體110的內側用于直接與人體面部相接觸，因此內側的材料優選為親膚材料，避免引起用戶皮膚不適。在裝置本體110內部設置有至少一個摩擦發電機(圖中未示出)，當氣流通過進氣孔112進入裝置本體110內部時，氣流會帶動摩擦發電機發生振動，摩擦發電機的摩擦層之間相互接觸、產生靜電荷，該靜電荷在摩擦發電機的電極中感應出電荷，從而在電極間形成靜電場和高電壓；當氣流通過上述靜電場時，氣體中的有害物質被靜電所吸附，從而達到凈化氣體的目的。

由此可見，本實用新型實施例提供的一種防霧霾裝置，利用氣體的自然流動驅動摩擦發電機工作，在摩擦發電機輸出電極中產生的靜電荷，由此在電極間形成交流電壓，同時產生可以吸附空氣中有害顆粒的高壓靜電場，達到較好的空氣凈化效果，實現防霧霾的目的。

實施例二

本實用新型實施例二提供了一種防霧霾裝置，為了方便用戶使用，該裝置優選設計為口罩形式或者鼻罩形式。

該裝置包括：裝置本體以及設置在裝置本體內部的至少一個摩擦發電機；該裝置本體可以分為外表層、內表層以及設置在外表層和內表層之間的夾層，其中，外表層和夾層共同構成上述裝置本體的外側，上述夾層中設置有至少一個摩擦發電機；內表層單獨構成上述裝置本體的內側。其中，裝置本體的外側進一步設置有進氣孔，該進氣孔用于供氣流進入本裝置。同時，該進氣孔的數量為多個，各個進氣孔分別與各個摩擦發電機的第一端和/或第二端相對，摩擦發電機用于在進氣孔進入氣流時發生振動，并產生用于吸附氣流中的固體顆粒的靜電場。在具體實施中，該進氣孔可以單獨設置在外表層上，也可以單獨設置在夾層上，還可以同時設置在外表層和夾層上的對應位置。為了提高透氣效果，外表層和/或夾層均可采用透氣性材料制作。裝置本體的內側(即內表層)用于與人體的面部相接觸，因此內側的材料優選為親膚材料，避免引起用戶皮膚不適；為了使用戶呼吸順暢，在裝置本體的內側還可以設置吸氣孔，該吸氣孔的設置位置優選為裝置本體內側與用戶口鼻相對應的位置。對于該吸氣孔的形狀、大小以及數量等其他特征，本實用新型不作具體限定，本領域技術人員可以根據實際情況靈活設定。另外，設置在內部的吸氣孔可以設置為單向吸氣孔，例如，通過擋片使吸氣孔只能吸氣而不能排氣。而且，設置在裝置本體外側的進氣孔也可以設置為單向進氣孔，即：通過擋片或其他部件使進氣孔只能進氣而不能排氣。相應地，為了提升用戶舒適度，還可以進一步在裝置本體上設置排氣孔，排氣孔上設置有單向換氣閥，從而使排氣孔只能排氣不能進氣。通過上述設置方式既能夠提升用戶的使用舒適度，又能夠有效防止有害氣體的流入。另外，在裝置本體的外側可以進一步設置至少一個凸起罩，且至少一個進氣孔設置在該凸起罩上。凸起罩可以采用塑料材質制作，而且，排氣孔也可以設置在該凸起罩上，通過凸起罩能夠方便單向換氣閥和/或單向進氣孔的設置，有利于提升用戶體驗。

可選的，在該夾層外側還可以進一步設置能夠膨脹或收縮的充氣倉。該充氣倉上設置有至少一個氣道口，用于將充氣倉內的氣體導入到夾層中，從而帶動摩擦發電機工作。該氣道口可以設置在充氣倉的中部，也可以設置在充氣倉的側部，還可以在充氣倉的中部和側部都設置氣道口，本實用新型對此不作具體限定，本領域技術人員可以根據實際情況靈活設置。當氣道口設置在充氣倉中部時，氣體從充氣倉進入夾層的氣流方向與摩擦發電機垂直；當氣道口設置在充氣倉側部時，氣體從充氣倉進入夾層的氣流方向與摩擦發電機平行。

進一步的，為了便于清洗，本實用新型提供的防霧霾裝置的整個夾層及其包含的摩擦發電機均為可拆卸的。

示例一

圖2是本實用新型實施例二提供的一種防霧霾裝置的示例一的一種具體結構的俯視圖的截面圖，由圖可知，該裝置包括：裝置本體和設置在裝置本體內部的至少一個摩擦發電機231，其中，裝置本體包括外表層210、內表層220、設置在外表層210和內表層220之間的夾層230以及設置在夾層外側的充氣倉240。

下面詳細闡述圖中所示的各層的具體結構：

外表層210上設置有多個進氣孔(圖中未示出)以及與進氣孔相連的氣流通道211，該氣流通道211使得充氣倉240與外界連通，氣體可以通過氣流通道211進入和流出充氣倉240。為了有效控制氣流的進出，可以在每個氣流通道211內設置換氣閥(圖中未示出)。該氣流通道實際上相當于上文提到的氣道口。

內表層220用于與人體的面部相接觸，因此內表層220的材料優選為親膚材料，以避免引起用戶皮膚不適；為了使用戶呼吸順暢，在內表層220上還可以吸氣孔221，該吸氣孔221的設置位置優選為內表層220上與用戶口鼻相對應的位置。對于該吸氣孔221的形狀、大小以及數量等其他特征，本實用新型實施例不作具體限定，本領域技術人員可以根據實際情況靈活設定。

在本實施例中，夾層230中設置有兩個摩擦發電機231，每個摩擦發電機231的一端固定設置在夾層上，另一端為懸臂設置。兩個摩擦發電機231的懸臂端形成第一類氣流孔233，同時，每個摩擦發電機231上均設置有多個第二類氣流孔232，第一類氣流孔233和第二類氣流孔232均有利于氣體的流動，即方便氣流進入夾層230中帶動摩擦發電機工作，又方便用戶呼出的氣體排出裝置本體。其中，摩擦發電機231的形狀可以是適配夾層的形狀，也可以是根據實際情況設置為其他形狀，本實用新型實施例對此不作具體限定，本領域技術人員可以根據實際情況設定。

充氣倉240用于存儲空氣，一側與外表層210相連接，另一側與夾層230相連接。該充氣倉240優選用彈性可收縮材質形成，當有氣流充滿其中時，充氣倉240呈現氣囊形狀；當充氣倉240內無空氣時，該充氣倉240可以收縮為薄層貼附于夾層230上。為了方便讓充氣倉240內的空氣進入夾層230中，充氣倉240與夾層230相連接的一面還可以設置至少一個氣道口(圖中未示出)，在本示例中，該氣道口設置在充氣倉的中部，氣體從充氣倉進入夾層的氣流方向與摩擦發電機垂直，垂直于摩擦發電機的氣流能夠直接驅動摩擦發電機的各層振動，進而促使摩擦發電機發電。另外，由于示例一中的氣流垂直于摩擦發電機，因此，在摩擦發電機上進一步設置第二類氣流孔能夠提高振動效果，提升發電效率。

在工作時，外界空氣通過氣流通道211進入充氣倉240內，充氣倉240內的未凈化的空氣通過氣道口進入夾層230中；進入夾層230的氣流帶動摩擦發電機231振動發電產生電荷，在摩擦發電機231的兩個電極間形成靜電場，氣流中的有害顆粒被上述靜電場吸附，從而起到凈化空氣的作用；凈化后的空氣通過吸氣孔221供用戶吸入。同時，為了方便用戶呼出的氣體排出本裝置，在裝置本體上設置排氣孔(圖中未示出)，排氣孔上設置有單向換氣閥，從而使排氣孔只能排氣不能進氣。

在上述示例中，通過在夾層的外側設置充氣倉，并在充氣倉的中部設置氣道口，從而通過垂直于摩擦發電機的氣流直接驅動摩擦發電機的各層振動，通過充氣倉能夠加大摩擦發電機所受的風力，從而提升發電效果。另外，在本實用新型其他的示例中，也可以不設置充氣倉，相應地，僅在夾層的中部和/或側部設置進氣孔即可。

示例二、

圖3是本實用新型實施例二提供的一種防霧霾裝置的示例二的一種具體結構的俯視圖的截面圖。圖3中裝置的結構與圖2中裝置的結構的主要區別在于：圖3中的裝置不包含充氣倉，且進氣孔位于裝置的側部。具體地，外表層310與夾層330相連接，該夾層330的側部接近摩擦發電機331固定端的位置設置有進氣孔332。當外界空氣從氣流通道311進入裝置內部時，氣流僅能通過進氣孔332進入夾層330中，氣流以平行于摩擦發電機的方向帶動摩擦發電機331摩擦發電產生靜電荷，由此在摩擦發電機331的電極之間形成靜電場，從而吸附氣體中的有害顆粒，進而凈化空氣。該結構的防霧霾裝置尤其適合在風大的天氣使用。其中，平行于摩擦發電機的氣流能夠沿摩擦發電機各層端部的縫隙內吹入摩擦發電機內部，進而更好地促使摩擦發電機發電。另外，在圖3所示的示例中，也可以參照圖2的方式設置有充氣倉，相應地，在夾層的側部設置進氣孔，并在充氣倉的側部設置氣道口，從而通過平行于摩擦發電機的氣流沿摩擦發電機各層端部的縫隙內吹入摩擦發電機內部，通過充氣倉能夠加大摩擦發電機所受的風力，從而提升發電效果。另外，由于示例二中的氣流平行于摩擦發電機，因此，在本實施例中，無需在摩擦發電機上進一步設置第二類氣流孔，并且，也無需在夾層中正對摩擦發電機的懸臂端的位置設置進氣孔，由此能夠提升平行吹入摩擦發電機的氣流的強度，進而提升發電效果。

總之，在示例一和示例二所示的方案中，既可以設置充氣倉也可以不設置充氣倉，且氣道口既可以設置在充氣倉中部也可以設置在充氣倉側部，甚至還可以同時設置在充氣倉中部和側部，本發明對具體的實現方式不做限定。例如，無充氣倉的方案尤其適用于風大的天氣或騎車的過程中，有充氣倉的方案尤其適用于無風的天氣或駐足的過程中。進氣孔和/或氣道口位于整個裝置的中部的方案能夠使氣流垂直于摩擦發電機吹入，進氣孔和/或氣道口位于整個裝置的側部的方案能夠使氣流平行于摩擦發電機吹入，本領域技術人員可根據具體風向和應用場景選擇合適的設置方式。

為了方便進一步理解本方案，下面對摩擦發電機的具體構造予以闡述：

在本實用新型提供的防霧霾裝置中，每個摩擦發電機包括至少兩個電極層(即第一電極層和第二電極層)，和設置在上述至少兩個電極層之間的至少一個振膜層。其中，至少兩個電極層和至少一個振膜層的第一端為固定在裝置本體內部的固定端，且振膜層的第一端與第一電極層的第一端相互接觸，與第二電極層的第一端相互分離；上述電極層和上述振膜層的第二端為被包覆在裝置本體內部的自由端。該振膜層的形狀為平板狀或者波浪狀，不過，本領域技術人員也可以根據實際情況將振膜層設置為其他形狀，本實用新型不作具體限定。其中，振膜層第一端與一個電極層的第一端相互分離的設置方式更加有利于氣流從摩擦發電機的端部吹入摩擦發電機內部，進而促使摩擦發電機發電，該方式尤其適用于有充氣倉的方案中，且充氣倉上設置的氣道口優選地朝向摩擦發電機的各層的第一端。另外，摩擦發電機的各層的第二端為自由端的設置方式更加有利于摩擦發電機隨風擺動，并因擺動時的慣性作用而提升了發電效果。

具體地，圖4示出的是摩擦發電機的一種具體結構，該摩擦發電機是一種三層結構的摩擦發電機，包括：兩個電極層，即第一電極層410和第二電極層430，以及一個振膜層420，其中第一電極層410的第一端與振膜層420的第一端相連接，第二電極層430的第一端與振膜層420的第一端相分離，振膜層420為平板狀，且擁有一個自由端421。當氣流從振膜層420第一端方向進入時，帶動振膜層420振動，從而在第一電極410和第二電極430之間形成高壓靜電場，該高壓靜電場能夠吸附氣流中的有害顆粒，以此達到凈化空氣的作用。

在其他實施例中，摩擦發電機的具體結構還可以如圖5所示。圖5中摩擦發電機與圖4中摩擦發電機的區別在于振膜層520和第一電極層510之間可以通過彈性部件540(例如彈性墊片或者彈簧)連接，這種結構的摩擦發電機因為設置了彈性部件540，振膜層520更容易產生振動，發電效果更佳，尤其適用于通過外界自然風吹動摩擦發電機發電的應用場景。

另外，在上述實施例中，摩擦發電機內部的振膜層均為平板狀，平板狀的摩擦發電機易于制備、空氣阻力小，能夠更好地被風吹動。在本發明其他的實施例中，還可以將摩擦發電機內部的振膜層設置為波浪狀，波浪狀的振膜層中的波峰部位以及波谷部位能夠更好地與上下兩側的電極層相互摩擦，從而有利于提升發電效果。

除了以上三層結構的摩擦發電機，本實用新型的方案中使用的摩擦發電機還可以為四層結構、五層居間薄膜結構或者五層居間電極機構的摩擦發電機，上述摩擦發電機至少包括構成摩擦界面的兩個表面，且具有能夠形成高壓電場的兩個電極。

具體地，四層結構的摩擦發電機包括：依次層疊設置的第一電極層、第一振膜層、第二振膜層以及第二電極層，其主要依靠第一振膜層與第二振膜層之間的相互摩擦產生電荷，也可以同時依靠第一振膜層與第二振膜層之間、第一振膜層與第一電極層之間以及第二振膜層與第二電極層之間的相互摩擦來產生電荷。五層居間薄膜結構的摩擦發電機包括：依次層疊設置的第一電極層、第一振膜層、居間振膜層、第二振膜層以及第二電極層，其主要依靠第一振膜層與居間振膜層之間以及居間振膜層與第二振膜層之間的相互摩擦產生電荷，也可以同時依靠第一電極層與第一振膜層之間、第一振膜層與居間振膜層之間、居間振膜層與第二振膜層之間以及第二振膜層與第二電極層之間的相互摩擦來產生電荷。五層居間電極結構的摩擦發電機包括：依次層疊設置的第一電極層、第一振膜層、居間電極層、第二振膜層以及第二電極層，其主要依靠第一電極層與第一振膜層之間、第一振膜層與居間電極層之間、居間電極層與第二振膜層之間以及第二振膜層與第二電極層之間的相互摩擦來產生電荷。上述摩擦發電機中的電極層材質均為金屬，振膜層材質均為高分子聚合物。由此可見，在三層結構的摩擦發電機中，主要依靠金屬與聚合物相互摩擦；在四層結構的摩擦發電機中，主要依靠聚合物與聚合物相互摩擦；在五層居間薄膜結構的摩擦發電機中，主要依靠聚合物與聚合物相互摩擦；在五層居間電極結構的摩擦發電機中，主要依靠金屬與聚合物相互摩擦。其中，金屬與聚合物摩擦時，由于金屬更易失去電子，因而發電效果更好。

本實用新型中采用的摩擦發電機由高分子聚合物材料制成，且均為可拆卸的，這樣的裝置比較輕薄且可以多次重復利用，與一次性防霧霾裝置相比大大節約了成本。另外，為了增加使用時的舒適度，優選采用柔性摩擦發電機。

由此可見，本實用新型提供的一種防霧霾裝置，利用氣體的自然流動驅動摩擦發電機工作，在摩擦發電機輸出電極中產生的靜電荷，由此在電極間形成交流電壓，同時產生可以吸附空氣中有害顆粒的高壓靜電場，達到較好的空氣凈化效果，實現防霧霾的目的。同時，用于制作摩擦發電機的材料為高分子聚合物材料，比較輕薄，使得整個防霧霾裝置不僅輕薄、透氣性好，而且佩戴方便。

綜上所述，在本實用新型提供的一種防霧霾裝置中，利用氣體的自然流動驅動摩擦發電機振動發電，通過摩擦發電機產生的高壓靜電場對空氣中的有害物質進行吸附，能夠更好的凈化空氣，使防霧霾效果更佳，更好地保護用戶的身體健康。同時，由于摩擦發電機材質采用更輕薄的高分子聚合物材質，使得整個防霧霾裝置的透氣性更好，結構更輕便。另外，防霧霾裝置中整個夾層及其包含的摩擦發電機均為可拆卸式設計，使得該裝置能夠多次重復利用，大大降低了成本，更加節能環保。

本領域技術人員可以理解，雖然上述說明中，為便于理解，對方法的步驟采用了順序性描述，但是應當指出，對于上述步驟的順序并不作嚴格限制。

本領域普通技術人員可以理解實現上述實施例方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關的硬件來完成，該程序可以存儲于一計算機可讀取存儲介質中，如：ROM/RAM、磁碟、光盤等。

還可以理解的是，附圖或實施例中所示的裝置結構僅僅是示意性的，表示邏輯結構。其中作為分離部件顯示的模塊可能是或者可能不是物理上分開的，作為模塊顯示的部件可能是或者可能不是物理模塊。

顯然，本領域的技術人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權利要求及其等同技術的范圍之內，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內。