CN104204683A - 空气净化设备 - Google Patents

Abstract

主体外壳(12)具有设置在一侧上的入口、设置在另一侧上的排气口以及形成于内部中的空气通道。用于将空气通道分成过滤器(12)的上游侧和下游侧的过滤器(18)设置在主体外壳(12)中。用于从排气口排放空气通道的下流侧上的空气的排气风扇(28)设置在空气通道的下游侧上。还设置了用于在外部与排气风扇(28)和过滤器(28)之间的空气通道之间的连通的连通机构(26)。连通机构(26)允许外部与过滤器(18)的下游侧上的空气通道之间的空气流动。

Description

空气净化设备

技术领域

本发明涉及空气净化设备，其通过使从入口吸入的空气穿过过滤器以净化空气且通过排气口排出净化的空气来净化空气。

背景技术

多种类型的空气净化设备已常规地被售出。这些空气净化设备的主要目的是清除室内空气中的室内尘埃、霉菌、花粉、细菌、病毒或类似物。虽然使用紫外线、光催化剂和负离子的空气净化设备已为人们所知，但是主要地使用通过过滤器去除颗粒或类似物的空气净化设备。

换句话说，因为确保清除颗粒以便实现空气净化的功能是有必要的，所以通过过滤器过滤空气似乎被需求。

相关的技术文件

专利文件

专利文件1：JP 2000-18657A

专利文件2：JP 2006-292251A

公开的本发明

通过本发明所解决的问题

对于过滤器，已知多种材料且已实现改进。但是，因为空气净化设备具有相对简单的功能，通过设置在主体内的风扇来从入口吸入空气且排出已穿过过滤器的净化空气，因此改进被致力于缩小尺寸、减少噪音等等，虽然关于这些功能的基本改进还没有被提出很多建议。

解决问题的手段

本发明特征在于包括：主体外壳，该主体外壳包括设置在一侧上的入口、设置在另一侧上的排气口以及形成在主体外壳内的空气通道；过滤器，其设置在主体外壳内且将空气通道分成过滤器的上游侧和下游侧；排气风扇，其设置在空气通道中下游侧上，且通过排放口在空气通道中下游侧上排出空气；以及连通机构，其在设备外与在排气风扇和过滤器之间的空气通道之间连通，其中，通过连通机构，在过滤器的下游侧上的空气通道和设备外部之间的空气连通是可能的。

优选的是，过滤器风扇设置在空气通道中下流侧上的排气口侧以及连通机构的连通点的过滤器侧上，且用于吸入已经穿过滤器的空气。

还优选地是，提供独立地控制过滤器风扇和排气风扇的驱动的驱动控制器。

还优选地是，过滤器风扇是离心式风扇，且排气风扇是轴流式风扇。

还优选地是，连通机构与主体外壳一起设置，且充当用于空气通道和设备外之间连通的通风孔。

还优选地是，通风孔是可打开和可封闭的。

本发明的优势

根据本本发明，因为提供连通装置，除了已流通穿过过滤器的空气之外，直接吸入外部空气，提高空气流通的总量是可能的，而且因此也实现了室内的空气循环。

附图简述

图1为示出了第一实施方式的总体结构的透视图。

图2为示出了根据第一实施方式的无主体外壳的结构的透视图。

图3为示出了根据第一实施方式的主体外壳的透视图。

图4为示出了根据第一实施方式的无过滤器的结构的透视图。

图5为示出了根据第一实施方式的无主体外壳和过滤器的结构的透视图。

图6为示出了第二实施方式的总体结构的透视图。

图7为示出了根据第二实施方式的无主体外壳的结构的透视图。

图8为示出了根据第二实施方式的无过滤器的结构的透视图。

图9为示出了根据第二实施方式的无主体外壳和过滤器的结构的透视图。

图10为示出了具有开闭器的示例的结构的图。

图11为示出了开闭器在其中形成的主体外壳的结构的图。

图12为示出了开闭器的打开状态和封闭状态的图。

图13为示出了开闭器的另一个示例的图。

图14为示出了开闭器另一个示例的的结构的图。

图15为示出了的开闭器在其中形成的主体外壳的结构的示意图。

图16为示出了开闭器的结构的又一个示例的图。

图17为示出开闭器的结构的又一个示例的图。

图18为具有可移动的风扇的结构的示例。

图19为示出空气流动的图，其中外部空气被穿过过滤器且外部空气通过通风孔被吸入。

图20为示出空气流动的图，其中外部空气在封闭通风孔的情况下被穿过过滤器。

用于实现本发明的最佳模式

本发明的实施方式结合附图在下文被描述。

<第一实施方式>

图1为示出了根据第一实施方式的空气净化设备10的总体结构的透视图；图2为无主体外壳的透视图；以及图3为示出主体外壳的透视图。此处应注意，在每个附图中省略了安置在主体外壳的开口上的诸如网式过滤器的过滤器，其捕获诸如尘埃的相对大的颗粒。

主体外壳12具有柱形形状，并且底端安装在基座14上，而顶端具有安置在其上的盖子16。

基座14具有类似喇叭的形状，其向下拓宽，使得底端可牢固地安置在地板或类似物上。应注意，只要基座14可支撑主体，基座14就可具有任意形状。

柱形过滤器18安装在基座14的上端。过滤器18包括柱形过滤器部分18a(空气流经该部分且通过该部分被过滤)、下翼缘18b、以及上翼缘18c。下翼缘18b安装在基座14的上部。下翼缘18b可支撑主体外壳12的下端。可选择地，基座14可具有在其上方的盘形物，并且借助于该盘形物，基座14可支撑过滤器18的下翼缘18b和主体外壳12的下端部分。

应注意，虽然主体外壳12和过滤器18在本实施方式中具有圆柱形形状，但主体外壳12和过滤器18可具有另外的形状，比如多边形的柱形形状。

过滤器的下翼缘18b和上翼缘18c二者都具有类似圈的形状。过滤器部分18a由例如纸张和无纺布形成，使得过滤器部分18a捕获外表面上的颗粒，且在内侧获得净化的空气。为了扩大表面区域，过滤器部分18a被折叠成具有在周向方向的反复的脊和槽。过滤器部分18a的下端和上端分别与下翼缘18b和上翼缘18c气密地密封。应注意，虽然下翼缘18b的开口通过基座14的盘形物被封闭，但是盘形物可代替下翼缘18b被应用来封闭过滤器18的内部空间的下端。

过滤器18的上翼缘18c的周界与主体外壳12的内表面气密地密封。下翼缘18b或基座14的顶部盘形物部分的周界也与主体外壳12的内表面气密地密封。因此，过滤器部分18a的内部空间仅通过上翼缘18c的中心开口与装置外的空间相连通，并且通过过滤器部分18a，过滤器部分18a的外部空间与该内部空间隔开。

安放在过滤器部分18a外的主体外壳12设置有两个或更多个开口部分12a。过滤器部分18a的外部空间与外部空间相连通。

过滤器风扇20在主体外壳12内设置在上翼缘18c的上方。撑架22设置在过滤器风扇20的上方，其包括通过两个或多个径向连接杆彼此连接的周界环和中心盘形物。撑架22利用被固定至主体外壳12的内表面的周界环来固定至主体外壳12。电动机24向下地安装在撑架22的中心盘形物上。过滤器风扇20的叶片20a安装在从电动机24向下延伸的旋转轴上。因此，叶片20a随着电动机24的旋转而旋转，驱动过滤器风扇20。

叶片20a为径向延伸的两个或更多个片形的叶片。过滤器风扇20为轴流式风扇。

此外，因为过滤器风扇20位于主体外壳12的不具有开口的位置以使得过滤器风扇20安置在主体外壳12的柱体内侧，因此通过驱动过滤器风扇20来向上或向下吹动主体外壳12内的空气是可能的。

主体外壳12具有在过滤器风扇20的上方(即撑架22上方)的两个或更多个开口，使得该开口作为实现与设备外的空气连通的通风孔26。

排气风扇28在主体外壳12内设置在通风孔26的上方。特别地，具有与撑架22相似的结构的撑架30设置在通气孔26上方。电动机32安装在撑架30的中心盘形物上。排气风扇28的叶片28a安装在从电动机32向上延伸的旋转轴上。因此，叶片28a随着电动机32的旋转而旋转，驱动排气风扇28。排气风扇28也是轴流式风扇。

因为围绕排气风扇28的主体外壳12是封闭的，因此主体外壳12内的空气由排气风扇28向上或向下地吹动。

主体外壳12具有是敞开的且盖16安装在其上的顶端。盖16由周界环、中心盘形物、两个或更多个的中间环以及连接这些部件的径向杆所形成。盖16作为防护装置，以防止使用者将手插入主体外壳12内，对空气流动具有微乎其微的干扰。

如以上所述，在本实施方式中，当过滤器风扇20与过滤器18的内部空间连通时，过滤器风扇20设置在主体外壳12内。相应地，通过利用过滤器风扇20排出过滤器18的内部空间中的空气，外部空气流经过滤器部分18a且被穿过过滤器18a过滤，使得过滤和净化的空气被过滤器风扇20向上吹动。

此外，通过经由盖16向上排放主体外壳12内的空气，除了被过滤器风扇20所吹动的空气之外，经由通风孔26所吸入的空气被向上吹动。

“净化和循环模式”

当过滤器风扇20和排气风扇28用相同的吹气能力向上吹动空气时，因为由于过滤器部分18a的压强损失，过滤器风扇20的吹气能力被降低，因此排气风扇28被导致向上吹动空气同时通过通风孔26吸收外部空气。此外，即使当排气风扇28的吹气能力被设置得高于过滤器风扇20的吹气能力，外部空气也从通风孔26被吸收且被向上吹动。

因为不仅吹动流经过滤器部分18a的净化的空气，而且吹动通过通风孔26吸入的空气由此是可能的，所以净化空气设备中的被向上吹动的空气的量可被提高。于是，除了用过滤器18净化室内空气之外，充分地循环室内的空气是可能的。因此，通过循环空气，室内空气流动，使得过滤器18不仅可净化围绕开口部分12a的空气，而且可净化整个房间内的空气。

当过滤器风扇20的空气吹动方向被设定成向上(如上面所描述的)而排气风扇28的空气吹动方向被设置成向下时，从过滤器风扇20所吹动的空气和从排气风扇28所吹动的空气从通风孔26一同被排出。以这种方式，因为从设备的上部分和下部分吸入空气且在大体上水平的方向上排出空气变得可能，所以可实现利用过滤器18净化空气和室内空气循环。

根据需求，通过反转排气风扇28的空气吹动方向，以不同的方向循环室内空气并且移动和净化整个室内空气成为可能。

此外，因为主体外壳12具有柱形形状，因此旋转的风扇的吹气能力可被充分利用且安装空间可被最小化。

“空气循环模式(第二模式)”

通过在过滤器风扇20处于停止状态时驱动排气风扇28，单独执行空气循环。通过反转空气吹动方向，两种模式可在一种模式(其中空气穿过通风孔26被吸收且被向上排出)和另一种模式(其中空气从顶端被吸入且以水平的方向穿过通风孔26被排出)之间切换。

“净化模式(第一模式)”

通过在排气风扇28处于静止状态时驱动过滤器风扇20，已经经过滤器18的空气被向上排出。在这种情况下，虽然一些空气也可从通风孔26被排出，但是空气的大部分被向上排出。虽然通过向上所排出的空气循环室内空气，但因为被吹动的空气的量小于利用被驱动的排气风扇28的情况，空气循环功能相对地低效。应注意，减小由排气风扇28所吹动的空气的量而不是停止排气风扇28也是可能的。

<第二实施方式>

图6至图9中示出了第二实施方式。该实施方式中，为离心式风扇的西罗克风扇被用作过滤器风扇20。特别地，在过滤器风扇20中，当从上部看时从径向方向沿着一个方向迁移的多个片形的叶片40以柱形形状布置。柱形布置的叶片40的顶部被固定至上部盘形物42并且被上部盘形物42封闭，而柱形布置的叶片40的下部连接到圈形的环44，该环44由过滤器18的上翼缘18c的内周界可旋转地支撑。

撑架22定位在过滤器风扇20上方。电动机24在中心处安装在撑架22下方。过滤器风扇20的上部盘形物42具有在中心处向下延伸的凹形部分。电动机24部分地被接纳在凹形部分中。电动机24的输出轴被固定在上部盘形物42的中心处。

因为上部盘形物42的直径布置成小于主体外壳12的内直径，因此柱形布置的叶片40的周围空间在主体外壳12内向上连通，而柱形布置的叶片40的下端被上翼缘18C封闭。此外，过滤器部分18a的内部空间和柱形布置的叶片40的内部空间通过环44的中心开口彼此连通。

于是，通过在预定的方向上旋转叶片40，叶片40的内部空间中的空气被向周围空间吹动并且在主体外壳12内被向上吹动。因此，通过过滤器18所净化的空气在主体外壳12内被过滤器风扇20向上吹动。

应注意，对于诸如西罗克风扇的离心式风扇，与轴流式风扇相比，增大吸入侧和排出侧之间的压强差是可能的。因此，通过用离心式风扇作为过滤器风扇20以及用轴流式风扇作为排气风扇28，施行考虑由于过滤器18的压强损失的有效的过滤过程变得可能，实现了空气通过排气风扇28被有效地流动穿过通风孔26。

如上面所描述的，通过使用具有不同特性的两种风扇，有效的空气净化和空气循环整体上来看成为可能。

<开闭器>

图10至图12示出了结构的示例，其中开闭器50与通风孔26中的每一个一起设置。在该示例中，向上、向下以及沿径向方向可移动的开闭器50被设置在图11中所示的主体外壳12的通风孔26被设置的位置。开闭器50打开和关闭通风孔26。

撑架52安装在主体外壳12内。电动机54安装在撑架52的中心处。电动机54转动小齿轮56。齿条58与小齿轮56啮合。随着小齿轮56沿向前方向或相反的方向的旋转，齿条58向上或向下移动。

齿条58下端被连接至柱形中央构件60。具有对应于通风孔26的形状的形状的盖子构件64安装在连接构件62上，该连接构件62沿径向方向从中央构件60延伸。

这里应注意，盖子构件64被安装在连接构件62上，使得盖子构件64沿径向方向是可移动的。安装在盖子构件64的两侧上的销66与引导槽68接合，引导槽68在周向方向上设置在主体外壳12的通风孔26的两侧上。引导槽68被形成为使得随着销66向下移动，销66朝向主体外壳12的内部侧移动。于是，盖子构件64不仅向上和向下移动，而且随着连接构件62的向上和向下的移动，盖子构件64在径向方向上移动。

也就是说，如图12中所示，当盖子构件64定位在顶端处时，盖子构件64在径向方向上定位在外侧处，使得盖子构件64被压入通风孔26中以封闭通风孔26。另一方面，当盖子构件64向下移动时，盖子构件64被引导槽68引导以远离通风孔26向内拉动，使得盖子构件64被封闭在主体外壳12的内侧上。

以这种方式，盖子构件64可通过电动机54向前和反向的旋转来封闭或打开通风孔26。

图13到图15示出了开闭器50的结构的另一个示例。在该示例中，沿周向方向移动的开闭器50设置在主体外壳12的一部分内(在通风孔26被设置的位置)，使得开闭器50打开或封闭通风孔26。

撑架52设置在主体外壳12内。在撑架52的中心处设置了可旋转的盘形物70，该盘形物70通过电动机54在水平面中旋转。销(未示出)偏心地附接在可旋转的盘形物70的下表面上。

如图14中所示，销(未示出)被形成为在可旋转的盘形物70的下表面上在偏心位置处突出。可旋转的盘形物70的销由于电动机54的旋转而旋转。

引导杆72设置在可旋转的盘形物70下方。可旋转的盘形物70的销与引导杆72的长形孔74接合。此外，可旋转的柱体76设置在引导杆72下方。两个或更多个连接构件78指向中央，且被连接至连接构件78的内侧的中央部分80形成在可旋转的柱体76的顶端。两个或更多窗口84设置在可旋转的柱体76的侧部柱形部分82上。

每个窗口84具有对应于主体外壳12的通风孔26的形状。通风孔26通过可旋转的柱体76的旋转被打开和封闭。

销形成在引导杆72的一端处下表面上。销与孔80a接合，该孔80a偏心地安置在中央部分80上。于是，可旋转的盘形物70的销在长形孔74内移动。由该移动所引起的引导杆72的旋转转变成可旋转的柱体76的往复旋转运动(参考图13A和图13B)。随着电动机54的旋转，通风孔26的打开和封闭可通过将可旋转的柱体76的往复旋转运动的量布置成对应于通风孔26的打开和封闭来实现。

此外如在图15中所示，通风孔26可沿着周向方向设置在主体外壳12的半个表面上。这样，通过通风孔26吸入空气的方向可被限制。在整个表面上设置通风孔26，且在可旋转的柱体76的整个表面上相应地设置窗口84也是可能的。

这里应注意，开闭器50可布置成使得使用者可用他们的手切换模式。

通过利用开闭器50打开和封闭通风孔26，排气风扇28的主要功能可在用过滤器18过滤和空气循环之间切换。

此外，如图16中所示，提供一个或多个旁道56和开闭器50也是可能的，旁道56在过滤器18的外部空间和封闭排气风扇28而不提供通风口26的空间之间连通，开闭器50打开和封闭旁道56。在该示例中，旁道56具有从过滤器18的外部空间延伸至过滤器风扇20的上部空间的管子形状。可提供用于打开和封闭旁道56的顶部开口的开闭器50。开闭器50具有环形形状且包括在数量上对应于旁道56的数量的开口，使得开闭器50在周向方向上移动，且由此打开和封闭旁道56的顶端开口。

以这种方式，旁道56可被打开和封闭，且由此通过排气风扇28所吹动的空气可在从过滤器18的内部空间和从过滤器18的外部空间(设备外部)之间切换。

应注意，旁道56可在过滤器部分18a的内部空间内延伸，且通过过滤器部分18a与外部空间连通。

图17示出变型的另一个示例。与图16中的示例不同，在该示例中，仅提供了一个过滤器(过滤器风扇20)。与过滤器部分18a的外部空间连通的开口80围绕过滤器18的上翼缘18c被提供。提供了打开和封闭该开口18的开闭器50。以这种方式，可打开和封闭开口80，由此在从过滤器18的内部空间和从外部空间(设备外部)之间切换过滤器风扇20的空气吹动。应注意，开口80与其连通的通道可布置成在过滤器部分18a的内部空间中延伸并通过过滤器部分18a与外部空间连通。

图18示出又一个示例。在该示例中，排气风扇28上下移动。特别地，排气风扇28布置成可移动至两个位置(通风孔26之上和之下)。这样，当排气风扇28位于通风孔26之下时，排气风扇28从过滤器18的内部空间吸入空气，且向上吹动该空气，然而当排气风扇28位于通风孔26之上时，排气风扇28通过通风孔26吸入外部空气，且向上吹动该空气。

应注意，虽然过滤器风扇20在该示例中省略，但类似于上面所述的实施方式提供过滤器风扇20，使得过滤器风扇20从过滤器部分18a的内部空间吸入空气也是可能的。

<空气吹动的流动>

图19示出了处于外部空气穿过通风孔26被吸入的模式的空气流动。通过利用过滤器风扇20向上吹动过滤器18的内部空间中的空气，外部空气经由开口部分12a穿过过滤器18，且由此净化的空气被向上吹动。此外，当外部空气通过通风孔被排气风扇28吸入时，包括该外部空气的空气被向上吹动。

图20示出了当通风孔26利用开闭器50被封闭时的空气流动。如所示，已穿过过滤器18的净化空气被过滤器风扇20和排气风扇28向上吹动。因为两个风扇用于吹动空气，因此穿过过滤器18的净化空气的量可增加。

<其它>

在上面的示例中，开闭器50被构造成从内侧打开和封闭与主体外壳12一起设置的通风孔。但是，将开闭器50配置成从主体外壳12外打开和封闭通风孔26也是可能的。相似地，虽然旁道56设置在主体外壳12内侧，但是旁道56也可设置在主体外壳12外侧。

每种模式可通过控制器自动地切换。例如，空气循环能力可周期性地被提高(比如每10分钟)，或根据来自各种传感器的输出信号在空气循环模式和空气净化模式之间切换。例如，当上部区域和下部区域之间的温度差较高时，可执行空气循环，或通过检测空气中的颗粒的量，且当检测的空气中颗粒的量高时，空气净化能力可被提升。

虽然未出现在图中，但是DC电动机作为电动机24、32来应用，电动机24、32驱动过滤器风扇20和排气风扇28。通过接收通过将100VAC的普通公用电力转化成DC能获得的DC电来驱动DC电动机。应注意，AC电动机可被用作电动机24、32，使得AC电不需要转化被提供。此外，提供包括微型计算机的控制器以执行电动机的驱动控制是优选的。

此外，虽然在上面的实施方式中提供了单一过滤器风扇20和单一排气风扇28，但是使用过滤器风扇20和排气风扇28中的任意一种或两种中的两个或更多个也是可能的。这样，可更自由地确定所吹动的空气的量。

<实施方式的优势>

根据本本发明的实施方式，下面所示出的优势可被实现。

(i)不仅净化空气穿过过滤器，而且外部空气可被吸入和吹动。这样，空气吹动的总量可提升，而且由此可循环室内的空气。此外，通过执行空气循环，室内的空气中的全部可被净化。

(ii)通过提供两个风扇和独立地控制这些风扇，多种模式下的操作变成可能。

(iii)通过提供开闭器，可可靠地切换模式，而且也可切换净化空气的能力。

参考标号

10空气净化设备、12主体外壳、12a开口部分、14基座、16盖、18过滤器、18a过滤器部分、18b下翼缘、18c上翼缘、20过滤器风扇、20a、28a、40叶片、22、30撑架、24电动机、26通风孔、28排气风扇、32电动机、42上部盘形物、44环、50开闭器、52撑架以及56旁道。

Claims (7)

1.一种空气净化设备，包括：

主体外壳，其包括：

设置在一侧上的入口；

设置在另一侧上的排放口；以及

形成在所述主体外壳内的空气通道；

过滤器，其设置在所述主体外壳内且将所述空气通道分成所述过滤器的上游侧和下游侧；

排气风扇，其设置在所述空气通道中所述下游侧上，且通过所述排放口在所述空气通道中所述下游侧上排出空气；以及

连通机构，其在所述设备外和所述排气风扇和所述过滤器之间的所述空气通道之间连通，

其中，通过所述连通机构，在所述过滤器的所述下游侧上的所述空气通道和所述设备外部之间的空气连通是可能的。

2.根据权利要求1所述的空气净化设备，其中所述空气净化设备还包括过滤器风扇，所述过滤器风扇设置在所述空气通道中所述下游侧上的排放口侧上以及所述连通机构的连通点的过滤器侧上，且用于吸入已穿过所述过滤器的空气。

3.根据权利要求2所述的空气净化设备，其中所述过滤器风扇是离心式风扇，且所述排气风扇是轴流式风扇。

4.根据权利要求2所述的空气净化设备，其中所述空气净化设备还包括驱动控制器，所述驱动控制器独立地控制所述过滤器风扇和所述排气风扇的驱动。

5.根据权利要求4所述的空气净化设备，其中所述过滤器风扇是离心式风扇，且所述排气风扇是轴流式风扇。

6.根据权利要求1到5中任一项所述的空气净化装置，其中所述连通机构与所述主体外壳一起设置，且作为用于所述空气通道和所述设备外部之间的连通的通风孔。

7.根据权利要求6所述的空气净化设备，其中所述通风孔是可打开和可封闭的。