CN108072130A - 水洗式空气净化设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水洗式空气净化设备，相对固定的风机、工作水箱、水膜网和传动机构，所述水膜网一部分位于所述工作水箱内，其余部分位于所述工作水箱的上方，工作时所述水膜网在所述传动机构的带动下周而复始地作着其网面各部入水再出水的循环动作，位于所述工作水箱上方的所述水膜网的两侧中，网面出水的一侧为进风侧或出风侧，网面入水的一侧为出风侧或进风侧，工作时从进风侧到出风侧的空气流动通路贯穿所述水膜网的网面，且保持负压状态，从所述进风侧到所述出风侧的空气流动通路为风道的主要部分，所述风机位于风道上。本发明以较简单的结构、较高的除雾霾效率，完美地解决空气中微小颗粒物去除的技术难题。
Description
技术领域
本发明涉及一种空气净化设备，尤其涉及一种采用水膜净化方式的家用空气净化设备。
背景技术
目前市面上的空气净化设备大都采用过滤网式技术，利用过滤网隔离空气中颗粒物，达到净化目的。一般来讲，过滤网的目数越大，网孔越小，所能隔离的颗粒物也就越小。可是这些隔离出来的颗粒物（即我们所谓的雾霾和灰尘）都积聚在过滤网上，时间一久就会堵塞网孔，那么效果就会断崖式下降，这种情况在高污染地区尤其严重，而使用者根本无法做到对滤网的时时清洗。反之，如果滤网不堵，就可能说明滤网网孔过大，小颗粒物无法清除。这些只是过滤网技术本身的主要缺陷，此外，因灰尘在过滤网上的大量积聚，导致细菌繁殖，往往会造成二次污染。所以，现在的很多空气净化设备对于大部分消费者来说可能心理安慰的成分要大于实际净化效果。
发明内容
本发明旨在提供一种水洗式空气净化设备，其能完美解决空气中微小颗粒物去除的技术难点。
本发明的主要技术方案有：
一种水洗式空气净化设备，包括相对固定的工作水箱、水膜网和传动机构，所述水膜网一部分位于所述工作水箱内，其余部分位于所述工作水箱的上方，工作时所述水膜网在所述传动机构的带动下周而复始地作着其网面各部依次序入水再出水的循环动作，位于所述工作水箱上方的所述水膜网的两侧中，网面出水的一侧为进风侧或出风侧，网面入水的一侧为出风侧或进风侧，工作时从进风侧到出风侧的空气流动通路贯穿所述水膜网的网面，且保持负压状态。
所述水洗式空气净化设备还设有风机，从所述进风侧到所述出风侧的空气流动通路为风道的一部分，所述风机位于所述风道上。
所述水洗式空气净化设备还优选包括换水水箱和水泵，所述换水水箱放置于所述工作水箱的下方，所述换水水箱内设置有过滤网，所述过滤网将所述换水水箱分隔成原水腔和净水腔，所述工作水箱的底部或侧壁的下部设有阀出口通向所述原水腔的单向阀，所述水泵的进水口和出水口分别与净水腔和工作水箱相通。
所述水洗式空气净化设备还包括机架，所述工作水箱、换水水箱、水泵、传动机构均安装在所述机架上，所述换水水箱与所述机架之间为可拆卸固定连接。
所述机架外还安装有罩壳，所述罩壳上设有两个风口，分别是进风口和出风口，分别直通所述进风侧和所述出风侧，所述进风口和出风口中一个位于所述罩壳的侧壁的中下部，另一个位于所述罩壳的顶面上或侧壁的上部。
所述水膜网的网片优选采用不锈钢拉丝网片，且不锈钢拉丝上优选经高温固化有树脂材质的不规则凝珠。
所述进风口和出风口处可以设置网板，所述网板固定在所述罩壳上或者与所述罩壳为一体式结构。
所述水膜网采用如下任意一种结构型式：（1）所述水膜网包括左右延伸的中心旋转轴和固定在所述中心旋转轴上的若干个网片组，所述网片组以所述中心旋转轴为中心呈辐射状布置；（2）所述传动机构包括至少三根左右延伸的同步旋转的转轴，所有转轴位置相对固定且不在同一平面内，所述水膜网的网片组为封闭的带状，所述网片组与全部的所述转轴接触并通过这些转轴处于张紧状态。
对于水膜网的结构型式（1），所述中心旋转轴的外周上优选沿周向均匀设有多处网片安装接口，所述网片组通过所述网片安装接口可拆卸地固定安装在所述中心旋转轴上，所述网片组有6-10组；对于水膜网的结构型式（2），所述转轴有四根，排布成矩形。
对于水膜网的结构型式（1），所述网片可直接或借助网片组边框固定在所述中心旋转轴上。
所述网片组通常包含多个网片，相邻两片网片之间的距离优选为0.6-0.8mm，对于结构型式（1）的水膜网，其外伸的端部各网片的相应边缘优选由高到低排列成45度角的斜面形。
所述传动机构包括电机，对于水膜网的结构型式（1），从所述电机到所述中心旋转轴可以采用链传动；对于水膜网的结构型式（2），从所述电机到所述转轴中的主转轴采用链传动，主转轴与其他全部从转轴之间采用链传动。
本发明的有益效果是：
本发明结构简单，水膜网相关结构细节设计巧妙，除雾霾效率高、效果好，能以更低的成本达到更突出的净化效果，在家用空气净化设备市场中具有较高的竞争力。
由于微小颗粒可以被及时地清理到水中，水膜网能实时保持清洁，因此网孔不会因微小颗粒的积聚而堵塞，第一保证了该空气净化设备实时都具有较好的滤过性能和净化效率，第二也减少了用户更换滤网的麻烦，使维护、使用成本明显降低，第三也不会导致细菌繁殖造成二次污染。
附图说明
图1为本发明的第一个实施例的结构简图：
图2为本发明的第二个实施例的结构简图：
图3为本发明的第三个实施例的结构简图；
图4为结构型式（1）的水膜网局部放大图。
附图标记：1.风机；2.工作水箱；3-1.中心旋转轴；3-2.网片组；3-2-1.网片；4.换水水箱；5.水泵；6.过滤网；7.单向阀；8.罩壳；8-1.进风口处的网板；8-2.出风口处的网板；9.壳体；10.转轴；11.进风侧；12.出风侧。
具体实施方式
本发明公开了一种水洗式空气净化设备，如图1、2、3、4所示，包括相对固定的工作水箱2、水膜网和带动所述水膜网运动的传动机构，所述水膜网一部分位于所述工作水箱内，其余部分位于所述工作水箱的上方。工作时，工作水箱中注满水，位于工作水箱内的一部分水膜网浸在水中，所述水膜网在所述传动机构的带动下周而复始地作着其网面各部依次序入水再出水的循环动作。位于所述工作水箱上方的所述水膜网的两侧中，网面出水的一侧为进风侧11，网面入水的一侧为出风侧12，工作时从进风侧到出风侧的空气流动通路贯穿所述水膜网的网面，且保持负压状态。进风侧和出风侧可以对调。
从进风侧到出风侧的空气流动通路可以设置成上游窄下游宽的型式，并将这两处的通路横截面积比控制在1:1.4到1:1.8之间净化效果更佳。
负压作用下，污染空气源源不断地从进风侧灌入并流经水膜网的网面。所述水膜网的主体为网状物，网状物浸入水中再从水中被提起后，每个网孔内可以形成一层水膜，因此将以该网状物为主体的结构称为水膜网。当空气流经该网状物时，空气与水膜接触，空气中的微小颗粒污染物一部分附着在网片上，随水膜网旋转至工作水箱清洗脱附，一部分被水膜裹挟，当被裹挟的污染物越多、越重，水膜越容易在重力作用下破碎变成水滴最终滴落水中，从而达到分离空气中微小颗粒污染物的目的。这种分离的效果如同把空气清洗了一遍，因此相应空气净化设备称为水洗式空气净化设备。
通过不断转动，所述水膜网的网面不断进出工作水箱内的水体。本发明正是主要利用水膜从成型到与空气接触，再到裹挟空气中夹带的微小颗粒灰尘等污染物，直至水膜破碎滴落这一原理，让含尘空气经过数次与水膜的接触过程最终达到空气净化效果的。由于污染物最后都落入水中，所以水膜网能够一直处于清洁工作状态，以确保净化效果的恒定。
由于网面出水的一侧设置为进风侧，网面入水的一侧设置为出风侧，网片从水中被提升至空气中，大量洁净的水膜开始接触污染空气，随着网片转动的继续，水膜吸附或裹挟越来越多的污染物微小颗粒，这样当经过半圈的旋转，网片可以把更多的污染物微小颗粒带入水中，使洁净水膜得到更充分的利用。
如图1所示，所述水洗式空气净化设备还设有风机1，所述风机的进风口朝向所述出风侧，从所述进风侧经过所述出风侧再到所述风机的进风口、出风口的空气流动通路为风道。所述风机启动后，风道产生负压，待净化空气不断从进风侧补入风道，流经水膜网净化后，再从风机的出风口排出风道。从所述进风侧到所述出风侧的空气流动通路为风道的主要部分，所述风机位于该风道上。当风机方向旋转时，进风侧和出风侧对调，相应地，所述风机的出风口朝向所述进风侧。
所述水洗式空气净化设备还可以包括换水水箱4和水泵5，所述换水水箱放置于所述工作水箱的下方，所述换水水箱内设置有过滤网6，所述过滤网将所述换水水箱分隔成原水腔和净水腔。所述工作水箱的底部或侧壁的下部设有其阀出口通向所述原水腔的单向阀7，所述水泵的进水口和出水口分别与净水腔和工作水箱相通。所述单向阀优选采用电动阀。
工作状态下，换水水箱为空箱状态，工作水箱为满水状态。当工作水箱中的工作用水清洁度达不到要求时，可通过开启单向阀将水放至换水水箱，启动水泵，水经过过滤网的过滤后，再由水泵送回到工作水箱，水经过上述循环过滤过程，可以恢复清洁度至可工作状态。
当需要更换工作用水时，通过开启单向阀把工作水箱的水排空至换水水箱，关闭单向阀，将换水水箱的废水更换为清洁水，启动水泵将清洁水抽至工作水箱。
所述水洗式空气净化设备还包括机架，所述工作水箱、换水水箱、水泵、传动机构均安装在所述机架上，所述换水水箱与所述机架之间为可拆卸固定连接。需要更换工作用水时，可以将换水水箱从机架上取下，将废水更换为清洁水后再安装回原处即可。
所述工作水箱内还可以设有水位自动检测装置，随着空气流动，水会有所减少。利用水位自动检测装置实时检测工作水箱内的水位情况，当实际水位低于设定水位时，水位自动检测装置可以发出报警，提醒加水，以免因工作用水偏少而影响空气净化效果。
所述机架外还安装有罩壳8，罩壳将该空气净化设备的其他零部件遮罩在其内部。所述单向阀的电动开关、所述水位自动检测装置的报警装置设置在所述罩壳上。所述罩壳上设有两个风口，分别为进风口和出风口，所述进风口正对所述进风侧，位于所述罩壳的侧壁的中下部，所述出风口位于所述罩壳的顶面上或侧壁的上部，并与所述风道相通。风机开启后，风道呈负压状态，从进风口吸入含雾霾的原始空气。当进风侧和出风侧对调时，罩壳上的进风口和出风口也相应对调。
所述进风口和出风口处可以分别设置网板8-1和8-2，所述网板固定在所述罩壳上，或者所述网板与所述罩壳为一体式结构，即在所述罩壳上对应位置处设置一片多孔镂空区域形成所述网板。
所述水膜网可以采用如下任意一种结构型式：
（1）所述水膜网包括左右延伸的中心旋转轴3-1和固定在所述中心旋转轴上的若干网片组3-2，从中心旋转轴的轴向视角看，所述网片组以所述中心旋转轴为中心呈辐射状布置，形似风车造型。
所述中心旋转轴的外周上优选沿周向均匀设有多处网片安装接口，例如卡槽，每个所述卡槽可以沿所述中心旋转轴轴向直线形设置。所述网片组通过所述网片安装接口可拆卸地固定安装在所述中心旋转轴上。采用可拆卸安装结构，可以根据实际需要，例如待净化空气的清洁程度，自由增减安装在所述中心旋转轴上的网片组的数量。
所述网片组优选有6-10组，图1所示实施例中有8组。
其中的每片网片3-2-1可以采用网状织物。
对于具有一定刚性的网片，所述网片可以直接固定在所述中心旋转轴上，对于偏柔软的网片，可以先将网片安装在网片组边框上，再将网片组边框安装在所述中心旋转轴上。
所述网片可以为平面网片，也可以为空间曲面网片。图1所示实施例中采用平面多边形网片，网片的一条边缘固定在所述中心旋转轴上。
（2）所述传动机构包括至少三根左右延伸的同步旋转的转轴10，所有转轴位置相对固定且不在同一平面内，所述水膜网的网片组3-2为封闭的带状，所述网片组与全部的所述转轴接触并通过这些转轴的支撑处于张紧状态。
从转轴轴向视角看，所述水膜网在转轴的支撑下可以为三角形、四边形等封闭多边形形状。如图2所示，所述转轴优选有四根，轴向视角看，排布成矩形，所述网片组在所述转轴的支撑下也张紧成矩形。所述水膜网也可以是其他异形形状，例如图3所示。
无论哪种结构型式，所述水膜网的网片3-2-1优选采用不锈钢拉丝网片，且不锈钢网上经不规则凝珠工艺高温固化有树脂材质的不规则凝珠。不规则凝珠使网格边缘变得不规则，且边缘表面粗糙度增加，由此显著提高了水膜的附着力，使清洗效果大幅提升。
所述网片组通常包含多个网片，例如图4所示的3片网片，相邻两片网片之间的距离为0.6-0.8mm。在所述水膜网运动过程中，相邻两片网片之间的空隙一方面作为水流的通道，参与完成清洗到水膜形成的工艺过程，另一方面，该空隙的存在能够使每个网片组出水时网间及网格间与外界形成微弱压差，更有利于水膜的形成，相比现有产品明显提高了清洗用水的利用率。经试验验证，将相邻两片网片之间的距离控制在0.7mm时，效果最佳。
对于结构型式（1）的水膜网，网片组的外伸的端部，各网片的相应边缘优选由高到低排列成45度角的斜面，如图4所示，并且排列方向使所述斜面先于该端部的其他位置先入水为佳。
所述传动机构包括电机，对于水膜网的结构型式（1），从所述电机到所述中心旋转轴可以采用链传动。即主动链轮与所述电机的输出轴同轴固定，从动链轮与所述中心旋转轴同轴固定，电机经链传动带动中心旋转轴定轴转动。或者，所述电机也可以经减速机构直接带动所述中心旋转轴转动。所述电机、链条、主动链轮、从动链轮、减速机构中的部分或全部可以封装在为传动机构专门设置的壳体9内，以避免或减少水汽和污染空气对传动机构的影响。对于水膜网的结构型式（2），从所述电机到所述转轴中的主转轴采用链传动，主转轴与其他全部从转轴之间采用链传动。所述电机、链条等可以封装在为传动机构专门设置的壳体内，以避免或减少水汽和污染空气对传动机构的影响。
所述中心旋转轴和转轴的转动速率恒定、可调，转速越高，水膜网水洗周期越短，单位时间内空气流过的网片面积越大或经过的网片数越多，接触到的清洁水膜数量越多。转速较低时，空气与水膜接触更充分，越多的污染物颗粒被粘附到水膜上，单位面积的网片的清洗效果也更好。
本发明通过调节负压值，将风道内的空气流速严格控制在3m/s范围内，对于水膜网的结构型式（1），中心旋转轴的转速调节范围优选为2-3rpm，对于以PM2.5-PM10为主要污染物的室内空气，颗粒物去除率达99%以上。
Claims (10)
1.一种水洗式空气净化设备，其特征在于：包括相对固定的工作水箱、水膜网和传动机构，所述水膜网一部分位于所述工作水箱内，其余部分位于所述工作水箱的上方，工作时所述水膜网在所述传动机构的带动下周而复始地作着其网面各部依次序入水再出水的循环动作，位于所述工作水箱上方的所述水膜网的两侧中，网面出水的一侧为进风侧或出风侧，网面入水的一侧为出风侧或进风侧，工作时从进风侧到出风侧的空气流动通路贯穿所述水膜网的网面，且保持负压状态。
2.如权利要求1所述的水洗式空气净化设备，其特征在于：还设有风机，从所述进风侧到所述出风侧的空气流动通路为风道的一部分，所述风机位于所述风道上。
3.如权利要求2所述的水洗式空气净化设备，其特征在于：还包括换水水箱和水泵，所述换水水箱放置于所述工作水箱的下方，所述换水水箱内设置有过滤网，所述过滤网将所述换水水箱分隔成原水腔和净水腔，所述工作水箱的底部或侧壁的下部设有阀出口通向所述原水腔的单向阀，所述水泵的进水口和出水口分别与净水腔和工作水箱相通。
4.如权利要求3所述的水洗式空气净化设备，其特征在于：还包括机架，所述工作水箱、换水水箱、水泵、传动机构均安装在所述机架上，所述换水水箱与所述机架之间为可拆卸固定连接。
5.如权利要求4所述的水洗式空气净化设备，其特征在于：所述机架外还安装有罩壳，所述罩壳上设有两个风口，分别直通所述进风侧和所述出风侧，所述进风口和出风口中一个位于所述罩壳的侧壁的中下部，另一个位于所述罩壳的顶面上或侧壁的上部。
6.如权利要求1-5中任意一项权利要求所述的水洗式空气净化设备，其特征在于：所述水膜网的网片采用不锈钢拉丝网片，且不锈钢拉丝上高温固化有树脂材质的不规则凝珠。
7.如权利要求6所述的水洗式空气净化设备，其特征在于：所述水膜网采用如下任意一种结构型式：（1）所述水膜网包括左右延伸的中心旋转轴和固定在所述中心旋转轴上的若干个网片组，所述网片组以所述中心旋转轴为中心呈辐射状布置；（2）所述传动机构包括至少三根左右延伸的同步旋转的转轴，所有转轴位置相对固定且不在同一平面内，所述水膜网的网片组为封闭的带状，所述网片组与全部的所述转轴接触并通过这些转轴处于张紧状态。
8.如权利要求7所述的水洗式空气净化设备，其特征在于：对于水膜网的结构型式（1），所述中心旋转轴的外周上沿周向均匀设有多处网片安装接口，所述网片组通过所述网片安装接口可拆卸地固定安装在所述中心旋转轴上，所述网片组有6-10组；对于水膜网的结构型式（2），所述转轴有四根，排布成矩形。
9.如权利要求8所述的水洗式空气净化设备，其特征在于：对于水膜网的结构型式（1），所述网片直接或借助网片组边框固定在所述中心旋转轴上。
10.如权利要求8所述的水洗式空气净化设备，其特征在于：所述网片组包含多个网片，相邻两片网片之间的距离为0.6-0.8mm，对于结构型式（1）的水膜网，其外伸的端部各网片的相应边缘由高到低排列成45度角的斜面形。
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