CN105352063A - 一种多功能空气净化机 - Google Patents

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Abstract

一种多功能空气净化机，包括机盖和底盒，所述底盒内沿空气流动路径依次设有过滤器、离心风机和风道；底盒与风道的空隙之间设有用于控制离心风机动作和风量调节的控制电路以及与控制电路的输入端连接的二氧化碳浓度探测器。本发明体积小，重量轻，噪音小，功能多样，携带方便，通风畅通，过滤效果好，空间利用率高，大大提高空气品质，提高人们的健康、舒适度和工作效率。

Description

一种多功能空气净化机
技术领域
本发明涉及空气净化技术领域，特别是一种多功能空气净化机。
背景技术
随着工业的发展壮大，空气污染日益严重，导致雾霾频发。雾霾中含有大量的如PM2.5颗粒等污染物，会严重地损害人们的健康和生活质量，尤其是对老人、儿童及呼吸道疾病患者所造成的伤害更为明显。另外，由于我国城镇化进程过快，有很多城镇的设计和规划不合理，在居民区周围不远处设有工业区，甚至用工业区将居民区包围；这样，工厂中的废气由风散播到最近的居民区，使得人们的居住环境非常恶劣，如果在这样的环境中长时间生活，人们的健康将受到严重的威胁。
不管是室内、车内还是酒店内，其空气品质显著影响人们的健康、舒适和工作效率，越来越受到人们的关注。在长时间密闭的建筑内部，空气品质不断下降。为了解决以上问题，许多公司推出了室内空气净化器，以净化室内的空气，减少室内空气污染物的含量。然而现有空气净化器存在以下不足：（1）功能少，只能净化空气；（2）空间利用率低，体积大；（3）风机噪音大；（4）风道及风机设计不合理，结构复杂、制造成本高、排风不畅；（5）风机体积笨重，厚度大，运输和安装不方便，尤其是不适用于安装在便携式的空气净化机上；（6）过滤器不易拆卸更换，当过滤器使用时间较长时，过滤器的表面会存有积尘，使得过滤器的风阻成倍增加，大大降低通风效果；（7）现有的过滤器大多采用电子集尘器、HEPA、蜂窝状电介质除尘器或纤维过滤网等，不仅重量大，不能实现轻量化，而且只能去除灰尘，不能过滤PM2.5，空气过滤效果较差。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种体积小，重量轻，阻力小，噪音小，携带方便，舒适度高，过滤效果好，空间利用率高的多功能空气净化机。
本发明的技术方案是：一种多功能空气净化机，包括机盖和底盒，所述底盒内沿空气流动路径依次设有过滤器、离心风机和风道；底盒与风道的空隙之间设有用于控制离心风机动作和风量调节的控制电路以及与控制电路的输入端连接的二氧化碳浓度探测器。
进一步，所述过滤器与离心风机之间设有隔板，所述隔板与离心风机之间的间距为2~6mm。
进一步，所述离心风机与风道可拆卸式连接；所述离心风机包括轮毂和若干个风叶，所述若干个风叶的下边缘间隔设置于轮毂的圆周面上，风叶的顶部外缘处连接导流环。
进一步，所述相邻风叶之间的间距为4~10mm。
进一步，所述离心风机的外径与厚度比为5~10:1。
进一步，所述风叶的内缘和外缘的连接面为弧形面，弧形面的圆弧半径为15~30mm，弧长为10~20mm。
进一步，所述风道呈蜗形，包括螺旋面、蜗舌和输出段；所述螺旋面的基准中心线与离心风机的中心线不重合或重合；不重合时，离心风机的中心线偏离螺旋面的基准中心线5~10mm。
进一步，所述底盒上设有出风口，出风口至少一侧的截面型线为口径逐渐增大的斜线。
进一步，所述过滤器包括支撑框架和过滤部，所述过滤部与支撑框架的内壁通过胶体密封。
进一步，所述过滤部为折叠的过滤纸，折高为10~20mm，折间距为1~5mm；所述过滤纸包括多个褶部，每个褶部侧壁均粘结有打胶后形成的胶筋，相邻的胶筋在褶涧处相接。
进一步，所述过滤器通过橡胶圈与底盒的边缘密封。
进一步，所述过滤器上设有用于限定过滤器单向安装的限位部。
进一步，所述机盖的一面形成进风口，进风口由若干个通风孔组成。
进一步，所述隔板上设有与风道相对应的导流口；所述离心风机与所述导流口相对设置。
进一步，所述控制电路包括：
控制器，用于处理接收的指令信息；
风机驱动电路，用于调节离心风机的风量，由档位调节按钮发送档位输入信息给控制器，由控制器控制风机驱动电路实现档位调节；
所述档位调节按钮用于实现离心风机的三档调节和开/关机控制。
进一步，所述底盒的一侧设有电源接口，所述电源接口通过电源线连接直流车载点烟器、AC/DC电源适配器或DC/DC电源适配器。
进一步，所述电源接口为USB接口和/或圆形接口。
进一步，所述底盒与风道的空隙之间还设有报警器、显示器和/或温湿度传感器，报警器和显示器分别连接控制电路的输出端，温湿度传感器连接控制电路的输入端。
本发明与现有技术相比具有如下特点：体积小，重量轻，噪音小，功能多样，携带方便，通风畅通，过滤效果好，空间利用率高，大大提高空气品质，提高人们的健康、舒适度和工作效率。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为本发明实施例进风口的结构示意图；
图3为图1所示实施例Ⅰ部的的结构放大示意图；
图4为本发明实施例过滤器的结构示意图；
图5为本发明实施例过滤器限位部的结构示意图；
图6为本发明实施例离心风机的结构示意图；
图7为本发明实施例隔板的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式对本发明的详细结构作进一步描述。
如图1所示：一种多功能空气净化机，包括机盖1和底盒2，底盒2内沿空气流动路径依次设有过滤器3、离心风机4和风道5，过滤器3与离心风机4之间设有隔板6，隔板6与离心风机4之间的间距为2~6mm。若间距低于2mm，会增大风压，进而造成较大的噪音；若间距高于6mm，则会增加净化机的整体体积，且会减小风量。
如图2所示：本实施例中，机盖1的一面形成进风口11，进风口11由若干个通风孔111组成，通风孔111可以布满整个机盖1的表面，也可以是排布一部分。通风孔111的形状可以是圆形、方形、椭圆形、平行四边形、蜂窝状等，本实施例优选为蜂窝状。机盖1位于过滤器3的前侧，采用主动式送风，即横向进风，进风面积大，风阻小，风量提高显著，有利于整机性能的发挥和安装的便利，且实现了轻量化；相比于其它结构（如格栅式）而言，不易堆积灰尘，进而减小风阻。为了增加强度，机盖1的内壁设有加强筋，以防止机盖1变形。
如图3所示：优选地，机盖1和底盒2均采用马口铁材料制作，马口铁材料的厚度极薄，为0.1-0.2mm，而且强度高，不仅减轻重量，还能保证不变形。本实施例中的底盒2、过滤器3和机盖1的形状优选为正方形，底盒2的边长为150mm，体积小，十分便携。底盒2的外壁和机盖1的内壁均呈阶梯状，底盒2与机盖1在阶梯分层12处卡合。底盒2的外壁上设有凹槽，机盖1的内壁设有与凹槽相适配的凸起，凸起的厚度为0.1mm。当底盒2与机盖1在阶梯分层12处卡合后，通过将凸起插入凹槽内实现卡合紧固。
如图3和图4所示：本实施例中，过滤器3包括支撑框架31和设于支撑框架31内的过滤部32。
优选地，支撑框架31呈正方形，带有四个折角，由马口铁材料制成，支撑框架31的边缘设有内边沿，用于压住过滤部32的周边。过滤部32与支撑框架31的内壁通过胶体33密封，且胶体33为有机胶。过滤部32与支撑框架31的内壁通过胶体33密封是保证过滤效果高的关键因素，使得过滤效率大于99%，空气阻力小于3mmH20。
过滤部32采用过滤纸折叠而成，过滤纸包括多个褶部322，每个褶部322可以打胶也可以不打胶，优选为打胶，即每个褶部322侧壁均粘结有打胶后形成的胶筋321，胶筋321呈U型，相邻的胶筋321在褶涧处相接。采用胶筋321既实现了轻量化，又保证了相同的折间距，且使过滤部32在受到风力作用时不发生散乱，稳定性强。将过滤纸进行折叠，增加过风面积，提高容尘率，降低风阻，大大提高过滤效率。采用过滤纸过滤，与活性炭、过滤网或其它过滤器相比，具有重量轻、体积小、阻力小、单位重量、单位体积过滤性能好等优点；且采用过滤网等结构的过滤部只能除蚊虫、纤维等大颗粒，不能过滤PM2.5，本实施例中的过滤器3可以高效过滤PM2.5、烟雾等，彻底隔绝了空气污染和雾霾，大大有利于人们的健康。
本实施例中，支撑框架31的边长为145mm，体积小，重量轻，便于携带。过滤部32的折高为10~20mm，折间距为1~5mm。若折高低于10mm，会降低过滤效果，若折高高于20mm，会增大过滤装置的体积，折高优选为15mm。而折间距的选择与进风量和过滤效果有关，若折间距太小，则进风量小；若折间距太大，过滤效果差，折间距优选为3mm。胶筋321的凸出厚度为0.5~2mm；厚度太小不能保证褶部的间距，厚度太大会使重量增大，凸出厚度优选为1mm。
过滤器3上设有用于限定过滤器3单向安装的限位部。由于过滤部32朝向进风口11的那一面已被外界空气污染，若将朝向进风口11的那一面安装于朝向出风口的方向，会大大降低过滤效果，影响人们的健康，设计限位部能够避免对过滤部32正反面的混淆而导致其装反。
如图5所示：优选地，支撑框架31的四个折角中的其中一个折角311上设有用于限定过滤器3单向安装的限位缺口312，底盒2的拐角处在与限位缺口312相对应的位置上延伸出限位凸起，限位凸起呈三角形，换言之，限位缺口312的卡合面为三角形面，通过与限位凸起镶嵌卡合，从而保证过滤部32不会装反。
限位部的结构在另一个优选的实施方式中，也可以是：支撑框架31的外壁一侧靠上部设有用于限定过滤器单向安装的限位凸点。当支撑框架31反面安装时，由于限位凸点的阻挡是无法放置于底盒2内的，从而保证过滤部32不会装反。
另外，其它限位部的结构也在本发明的保护范围内。
本实施例中，过滤器3通过橡胶圈7与底盒2的边缘密封，不会存在部分污浊空气没有被过滤的现象。橡胶圈7设置于隔板6的上部，橡胶圈7呈正方形，其中一个折角止于呈三角形的限位凸起处，过滤器3置于橡胶圈7上后与限位凸起卡合。
当过滤器3的表面变黑时，需要将过滤器3拆卸更换，只需打开机盖1将过滤器3拿出，更换新的过滤器3即可，拆装方便，省去了维修环节，而且使得过滤器3的表面不会积累灰尘，减小了风阻，使进风口11的风量顺畅通过，进而提高离心风机4的寿命。
如图6所示：本实施例中，离心风机4包括轮毂41和若干个风叶42，若干个风叶42的下边缘间隔设置于轮毂41的圆周面上，风叶42的顶部外缘处连接导流环43，相邻风叶42之间的间距为4~10mm，优选为8mm，若相邻风叶42之间的排布间隔太大，会增加离心风机4的体积，间隔太小，会减小送风量。风叶42之间均匀分布，能够保证各个风叶42所承受的冲击力一致，降低风叶42的振动。
本实施例中，离心风机4的外径与厚度比为5:1，为超薄离心风机，体积小，重量轻，便于携带。
本实施例中，风叶42的内缘和外缘的连接面为弧形面421，从而增加送风面积，提高送风量。弧形面421的圆弧半径为15~30mm，优选为16mm，弧长为10~20mm，优选为14mm，弧形面421的高度和厚度相同，等厚度的风叶42能够抑制叶间导流通道44内的气流分流现象。等高度的风叶42能够保证气流流动的平稳性。
本实施例中，风叶42的下边缘弧长至少有一半连接于轮毂41的圆周面上，这样，能够保证各个风叶42所承受的冲击力一致，减小风叶42的振动，降低风叶42的噪音，同时保证气流能够在风叶42上平稳流动。
本实施例中，轮毅41与任意相邻的两个风叶42之间形成叶间导流通道44，叶间导流通道44的面积保持恒定，以进一步提高风叶42的气流流动均匀性，提高离心风机4的性能。
本实施例中，风道5呈蜗形，包括螺旋面51、蜗舌52和输出段53。将风道5设计成蜗形，可使得底盒2内的气流通道由小渐大，空气的流速则由快变慢，而风压由低变高，致使离心风机4出口处的风压达到最高值。轮毂41通过卡环或镶嵌方式连接风道5，便于拆卸维修。
本实施例中，离心风机4距离螺旋面51的基准中心沿逆时针方向逐渐变大，螺旋面51的基准中心线与离心风机4的中心线可以重合也可以不重合，优选为不重合。离心风机4的中心线偏离螺旋面51的基准中心线5~10mm，优选为5mm，这样会增大出风口8的出风面积，进而增大出风量。蜗舌52的截面型线为圆弧线，使得蜗舌52处呈尖状。底盒2上设有出风口8，出风口8一侧的截面型线为口径逐渐增大的斜线81，即内部窄，外部宽，呈尖状的蜗舌52配合内部窄的出风口8可以减小阻力，避免产生涡尖，并进一步降低噪音，提高风的强度。风道5的输出段53连通出风口8。大压缩比的离心风机4能够增加送风量，提高离心风机4的性能；且由于离心风机4具有体积小，重量轻，噪音低，送风均匀的优点。
出风口8上还设有出风挡片82，出风挡片82间隔设置成条形，出风挡片82可调节角度，进而选择合适的风向。可以理解，本发明还可以是，出风挡片82不可调节，以保证稳定的送风量，送风均匀，提高舒适度。
如图7所示：本实施例中，隔板6与底盒2之间可拆卸式连接。优选的，隔板6与底盒2之间通过螺钉固定连接，使得隔板6不会产生松动，螺纹孔54沿风道5延伸出。隔板6的外表面设有加强筋61，以增加强度，防止隔板6变形。隔板6上设有与风道5相对应的导流口62，离心风机4与导流口62相对设置，导流口62面向过滤器3。隔板6与底盒2的侧壁密封连接，以防止风道5出现漏风的问题。
本实施例中，底盒2与风道5的空隙之间设有控制电路，具体包括：
控制器，用于处理接收的指令信息。
电源接口9可以是但不限于USB接口、圆形接口或DC圆孔接口。本实施例中，空气净化机的工作电压为DC12V。电源通电可通过三种方式实现：第一种，电源接口9通过电源线连接直流车载点烟器的一端，直流车载点烟器连接12V车载直流电源实现供电，该充电方式适用于车内使用。第二种，电源接口9通过电源线连接AC/DC电源适配器的直流供电端，AC/DC电源适配器的交流供电端连接市电，该通电方式主要适用于室内或酒店内。第三种，电源接口9通过电源线连接DC/DC电源适配器的直流供电端，DC/DC电源适配器的另一直流供电端连接直流电源。
风机驱动电路，用于调节离心风机4的风量，由档位调节按钮10发送档位输入信息给控制器，由控制器控制风机驱动电路实现档位调节；档位调节包括低、中、高三档调节，其中，低、中、高三档的风量分别为10m3/h、20m3/h和40m3/h。
档位调节按钮10用于实现离心风机4的三档调节和开/关机控制；开/关机与三档调节合二为一，当按一下档位调节按钮10，则开机且处于低档风量，按第二下，转换为中档风量，按第三下，转换为高档风量，再按一下，则关机，操作十分简单。其中，充电接口9和档位调节按钮10均设置于底盒2上。
本实施例中，底盒2与风道5的空隙之间还设有二氧化碳浓度探测器和报警器。二氧化碳浓度探测器连接控制器的输入端，报警器连接控制器的输出端。当二氧化碳浓度探测器检测到室内或车内的二氧化碳浓度超过预定值时，报警器报警提示，以保证人们的安全和健康。
底盒2与风道5的空隙之间还可以安装显示器，温湿度传感器等。显示器可以用于显示时间、温湿度、二氧化碳浓度等，功能多样，使用方便。
上述的二氧化碳浓度探测器、温湿度传感器的探头均嵌入底盒2的侧壁上，其它部分安装于底盒2与风道5的空隙之间。
将上述的电器件安装于底盒2与风道5的空隙之间，能够提高底盒2的空间利用率，不会增加空气净化机额外的体积，而且靠近出风口，达到通风散热的效果，提高各电器件的寿命。
本发明的空气净化机体积小，体积小，重量轻，噪音小，功能多样，携带方便，通风畅通，过滤效果好，呼吸阻力小，空间利用率高，大大提高空气品质，提高人们的健康、舒适度和工作效率。本发明适用于室内、车内、酒店等密闭的建筑内部。
以上所述仅为本发明的优选实施例，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。

Claims (13)

1.一种多功能空气净化机，其特征在于：包括机盖和底盒，所述底盒内沿空气流动路径依次设有过滤器、离心风机和风道；底盒与风道的空隙之间设有用于控制离心风机动作和风量调节的控制电路以及与控制电路的输入端连接的二氧化碳浓度探测器。
2.根据权利要求1所述的多功能空气净化机，其特征在于：所述过滤器与离心风机之间设有隔板，所述隔板与离心风机之间的间距为2~6mm。
3.根据权利要求1或2所述的多功能空气净化机，其特征在于：所述离心风机与风道可拆卸式连接；所述离心风机包括轮毂和若干个风叶，所述若干个风叶的下边缘间隔设置于轮毂的圆周面上，风叶的顶部外缘处连接导流环；或者所述相邻风叶之间的间距为4~10mm；或者所述风叶的内缘和外缘的连接面为弧形面，弧形面的圆弧半径为15~30mm，弧长为10~20mm。
4.根据权利要求1或2所述的多功能空气净化机，其特征在于：所述离心风机的外径与厚度比为5~10:1。
5.根据权利要求1或2所述的多功能空气净化机，其特征在于：所述风道呈蜗形，包括螺旋面、蜗舌和输出段；所述螺旋面的基准中心线与离心风机的中心线不重合或重合；或者不重合时，所述离心风机的中心线偏离螺旋面的基准中心线5~10mm。
6.根据权利要求1或2所述的多功能空气净化机，其特征在于：所述底盒上设有出风口，出风口至少一侧的截面型线为口径逐渐增大的斜线。
7.根据权利要求1或2所述的多功能空气净化机，其特征在于：所述过滤器包括支撑框架和过滤部，所述过滤部与支撑框架的内壁通过胶体密封；或者所述过滤部为折叠的过滤纸，折高为10~20mm，折间距为1~5mm；所述过滤纸包括多个褶部，每个褶部侧壁均粘结有打胶后形成的胶筋，相邻的胶筋在褶涧处相接；或者所述过滤器上设有用于限定过滤器单向安装的限位部。
8.根据权利要求1或2所述的多功能空气净化机，其特征在于：所述过滤器通过橡胶圈与底盒的边缘密封。
9.根据权利要求1或2所述的多功能空气净化机，其特征在于：所述机盖的一面形成进风口，进风口由若干个通风孔组成。
10.根据权利要求1或2所述的多功能空气净化机，其特征在于：所述隔板上设有与风道相对应的导流口；所述离心风机与所述导流口相对设置。
11.根据权利要求1或2所述的多功能空气净化机，其特征在于：所述控制电路包括：
控制器，用于处理接收的指令信息；
风机驱动电路，用于调节离心风机的风量，由档位调节按钮发送档位输入信息给控制器，由控制器控制风机驱动电路实现档位调节；
所述档位调节按钮用于实现离心风机的三档调节和开/关机控制。
12.根据权利要求1或2所述的多功能空气净化机，其特征在于：所述底盒的一侧设有电源接口，所述电源接口通过电源线连接直流车载点烟器、AC/DC电源适配器或DC/DC电源适配器；或者所述电源接口为USB接口和/或圆形接口。
13.根据权利要求1或2所述的多功能空气净化机，其特征在于：所述底盒与风道的空隙之间还设有报警器、显示器和/或温湿度传感器，报警器和显示器分别连接控制电路的输出端，温湿度传感器连接控制电路的输入端。
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