CN108201751A - 空气清净装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种空气清净装置，包括机壳、鼓风机、空气滤网、外部气压感测器、内部气压感测器及处理器。其中机壳包括进风口与出风口。鼓风机设置于机壳内，鼓风机能吸引外部空气由进风口进入机壳内、并由出风口吹出机壳外以形成气流通道。空气滤网设置于机壳内且横亘气流通道。外部气压感测器侦测并输出机壳外的当前大气压力值。内部气压感测器侦测并输出机壳内的当前内部气压值。处理器计算当前大气压力值与当前内部气压值的压差值，并比对压差值超过阀值时即输出控制信号，达到确实反应空气滤网的实际脏污程度。

Description

空气清净装置

技术领域

本发明关于一种过滤装置，特别是指一种空气清净装置。

背景技术

随着工业发展与车辆不断地增加，或是工作场所产生大量粉尘与油烟，造成生活与工作环境的空气品质逐渐恶化(例如悬浮微粒的浓度增加)，由于细悬浮微粒(PM2.5)的粒径非常微小，足以穿透呼吸系统，并负载重金属、二噁英、以及病菌等，直接到达胸腔。若长期暴露其中，更会增加引发心肌梗塞、中风和心律不整等的风险，增加心血管疾病的发生和死亡率。

基于此，许多人在家中或办公场所会使用空气清净机来净化所处环境中的空气，以降低空气中的悬浮微粒对人体所带来的伤害。目前市面上的空气清净机的种类很多，例如滤网式、电浆式、光触媒或负离子等空气清净机，以滤网式空气清净机来说，主要是通过将外部气体抽入，以经由内部滤网过滤排出，达到净化环境空气的效果。

随着空气清净机的使用时间，滤网的脏污程度会逐渐增加而影响过滤效率，因此，使用者必须定期更换滤网以维持良好的过滤效果。目前的空气清净机一般都是累计其使用时间以提醒使用者更换滤网的时机，举例来说，当空气清净机累计使用时间到达3个月时提醒使用者更换滤网，然而，在不同空气品质的环境下，滤网累积脏污的速度不同，故此种方式并无法确实反应滤网的实际脏污程度，造成更换时机不准确的问题。

发明内容

有鉴于上述问题，于一实施例中，提供一种空气清净装置，包括机壳、鼓风机、空气滤网、外部气压感测器、内部气压感测器以及处理器。其中机壳包括进风口与出风口。鼓风机设置于机壳内，鼓风机能吸引外部空气由进风口进入机壳内、并由出风口吹出机壳外以形成气流通道。空气滤网设置于机壳内且横亘气流通道。外部气压感测器设置于机壳外部，外部气压感测器侦测并输出机壳外的当前大气压力值。内部气压感测器设置于机壳内部，内部气压感测器侦测并输出机壳内的当前内部气压值。处理器电连接于外部气压感测器与内部气压感测器以接收当前大气压力值与当前内部气压值，处理器计算当前大气压力值与当前内部气压值的压差值，并比对压差值超过阀值时即输出控制信号。

藉此，由于机壳内部的压力值会随着空气滤网的脏污程度不同而有所改变，故本发明实施例通过外部气压感测器侦测并输出机壳外的当前大气压力值，内部气压感测器侦测并输出机壳内的当前内部气压值，并比对当前大气压力值与当前内部气压值的压差值超过阀值时即输出控制信号提醒使用者，能够达到确实反应空气滤网的实际脏污程度。此外，外部气压感测器与内部气压感测器都是持续侦测当时的压力值，因此当前大气压力值与当前内部气压值会随着大气压力变化而同步改变，避免因大气压力变化的影响而产生误判情形，达到大幅增加判断的精确性。

附图说明

图1是本发明空气清净装置第一实施例的剖视图。

图2是本发明空气清净装置第二实施例的剖视图。

图3是本发明一实施例的大气压力变化图。

图4是本发明一实施例的当前大气压力值与当前内部气压值的压力变化图。

图5是本发明空气清净装置第三实施例的剖视图。

图6是本发明空气清净装置的不同滤网在不同转速档位下与压差值的曲线关系图。

图7是本发明空气清净装置的不同滤网在不同转速档位下与流量值的曲线关系图。

【符号说明】

100 空气清净装置

10 机壳

11 进风口

13 气流通道

15 出风口

20 鼓风机

25 空气滤网

30 外部气压感测器

31 内部气压感测器

40 处理器

41 存储器

42 空气品质侦测器

43 流量侦测器

44 计时器

45 警示单元

46 无线通讯模块

47 湿度感测器

48 温度感测器

L1～L6 曲线

P1、P2 压力变化曲线

具体实施方式

如图1所示，为本发明空气清净装置第一实施例的剖视图。在本实施例中，空气清净装置100包括有机壳10、鼓风机20、空气滤网25、外部气压感测器30、内部气压感测器31以及处理器40。

如图1所示，机壳10包括有进风口11与出风口15，鼓风机20具体上可为轴流式、离心式或横流式风机，鼓风机20安装于机壳10内且位于进风口11与出风口15之间，以吸引外部空气由进风口11进入机壳10内、并由出风口15吹出机壳10外以形成气流通道13。

如图1所示，在本实施例中，空气滤网25设置于机壳10内且横亘气流通道13，此外，空气滤网25位于进风口11与鼓风机20之间，使外部空气由进风口11进入机壳10内后，会先通过空气滤网25以滤除悬浮微粒、细菌及脏污等污染物，进而形成干净的气体从出风口15吹出机壳10外，以达到净化环境空气的目的。

如图1所示，外部气压感测器30设置于机壳10外部，外部气压感测器30持续地侦测并输出机壳10外的当前大气压力值，换言之，当前大气压力值会随着大气压力的变化而同步改变。如图3所示，为地球表面某一位置在24小时内的大气压力变化图，由此图可清楚看出，在24小时内大气压力变动于±200帕之间，甚至在短短一小时内就下降了100帕(如图中第24小时至第25小时的区间)。在此情形下，于24小时内，外部气压感测器30所侦测到的当前大气压力值会随着大气压力变化而在大约1010百帕至1012百帕之间变动。

如图1所示，内部气压感测器31设置于机壳10内部，且内部气压感测器31持续地侦测并输出机壳10内的当前内部气压值，在此，内部气压感测器31位在空气滤网25与鼓风机20之间。由于外部空气是从进风口11进入机壳10内，并通过空气滤网25后从出风口15吹出，因此，机壳10内会形成负压，构成内部气压感测器31所侦测的当前内部气压值小于外部气压感测器30所侦测当前大气压力值。举例来说，假设当前大气压力值为101300帕时，当前内部气压值可为101200帕。此外，内部气压感测器31所侦测的当前内部气压值也会随着大气压力的变化而同步改变。例如，若内部气压值原本为101200帕，当外部大气压力突然下降了100帕时，当前内部气压值也会同步下降而变为101100帕。

承上，另一方面，内部气压感测器31所侦测的当前内部气压值也会随着空气滤网25的脏污程度而有所改变，详而言之，假设机壳10中装设全新的空气滤网25时，内部气压感测器31所侦测的当前内部气压值为101100帕。随着空气清净装置100的使用，空气滤网25会逐渐受到悬浮微粒、细菌及脏污等污染物阻塞，而使进入机壳10内部的气流量减少，进而降低机壳10内部的气压。例如空气清净装置100使用一个月后，内部气压感测器31所侦测的当前内部气压值从101100帕下降至101050帕。也就是说，当前内部气压值可直接反应空气滤网25的脏污程度。

如图1所示，处理器40具体上可以微电脑、处理器或特用芯片实现，在此，处理器40是设置在机壳10内部且电连接于外部气压感测器30与内部气压感测器31，以接收当前大气压力值与当前内部气压值。然而，处理器40也可设置在机壳10外，本实施并不限制。此外，处理器40可计算当前大气压力值与当前内部气压值的一压差值，并比对压差值超过一阀值时即输出控制信号。举例来说，假设当前大气压力值为101300帕且当前内部气压值为101200帕时，处理器40可将当前大气压力值减除当前内部气压值而得到压差值100帕。另外，处理器40进一步比对压差值与一阀值(阀值可设定为50帕、150帕、200帕、250帕或300帕等)，当压差值超过阀值时，处理器40即输出控制信号。

在一实施例中，处理器40输出的控制信号可为一警示信号，以对应控制一警示单元45发出警示信息，提醒使用者空气滤网25需要更换或清洁。在此，警示单元45为设置于机壳10外的一警报器且电性连接于处理器40，以接收处理器40输出的控制信号并响应控制信号发出警示信息。在一些实施态样中，警示单元45也可为警示灯或显示器以通过光亮或文字形式提醒使用者。

在一些实施例中，处理器40输出的控制信号也可为一通知信号，以对应控制一无线通讯模块46(如Wifi、Bluetooth、ZigBee模块)无线发出一通知信息或一警示信息或其组合。举例来说，如图2所示，在此，空气清净装置100的处理器40电性连接于无线通讯模块46，无线通讯模块46接收到处理器40发出的控制信号时，可无线发出关于空气滤网25的通知或警示信息。例如无线通讯模块46可无线发出空气滤网25需要更换的文字或声音信息至外部的显示器或使用者的可携式电子装置(如智能手机或平板电脑)，以提醒使用者空气滤网25需要更换或清洁。

在一实施例中，处理器40输出的控制信号也可为一转速控制信号，以对应控制鼓风机20运转速度。例如，转速控制信号可控制鼓风机20降低转速，而减少气流通道13的流量，以减缓空气滤网25的脏污速度。

在一实施例中，处理器40输出的控制信号也可为一停机信号，以对应控制鼓风机20以及空气清净装置100的其他部件停止运转，以提醒使用者空气滤网25需要更换或清洁，避免脏污的空气滤网25继续使用而无法达到预期的过滤效果。

如图2所示，在一实施例中，上述阀值可预存于一存储器41内，其中存储器41可为随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦可编程只读存储器等(EEPROM)且电性连接于处理器40，以供处理器40比对压差值与阀值。在一些实施态样中，存储器41也可内建于处理器40中。

藉此，由于空气滤网25的脏污程度越高，内部气压感测器31所侦测的当前内部气压值也会越小，相对地，当前大气压力值与当前内部气压值的压差值则会越大，因此，本发明实施例利用压差值超过阀值时输出控制信号，能够达到确实反应空气滤网25的实际脏污程度。

此外，外部气压感测器30与内部气压感测器31都是持续地侦测当时的压力值，因此，当前大气压力值与当前内部气压值会随着大气压力变化而同步改变，避免因大气压力变化的影响而产生误判情形，达到大幅增加判断的精确性。举例来说，假设目前的大气压力为101300帕，内部气压感测器31所侦测的当前内部气压值为101200帕，阀值预设为200帕。在此情形下，当前内部气压值与大气压力的压差值为100帕，故压差值尚未超过阀值，处理器40不会输出控制信号。但若此时因下雨而造成大气压力骤降300帕，导致当前内部气压值同步下降300帕而变成100900帕，若在没有设置外部气压感测器30的情况下，会导致当前内部气压值(100900帕)与原本的大气压力(101300帕)的压差值为400帕而超过阀值(200帕)，造成处理器40错误发出控制信号而发生误判的情形。基于此，本发明实施例藉由设置外部气压感测器30以即时侦测当前大气压力值，使当前大气压力值与内部气压感测器31所侦测的当前内部气压值能够随大气压力的变化而同步改变。此进一步参阅图4所示，其中压力变化曲线P1代表当前大气压力值在4小时内随着大气压力下降而同步下降，压力变化曲线P2代表当前内部气压值在4小时内也随着大气压力下降而同步下降，因此，处理器40计算当前大气压力值与当前内部气压值的压差值不会因大气压力变化而产生骤降或骤升的严重误差，达到大幅增加判断的精确性。

在一实施例中，其中存储器41内可预存有多个阀值(例如第一阀值与第二阀值)，第一阀值与第二阀值分别对应于不同过滤效率的第一模式与一第二模式，于第一模式时，处理器40是比对压差值超过第一阀值时才输出控制信号，于第二模式时，处理器40是比对压差值超过第二阀值时才输出控制信号。也就是说，处理器40因应不同过滤效率的模式比对不同的阀值，此分别通过以下不同实施例说明。

在一实施例中，上述的第一模式是指鼓风机20运转于高速模式，第二模式是指鼓风机20运转于一低速模式，鼓风机20运转于高速模式相较于运转于低速模式来说，会加速空气过滤循环而提升过滤效率。再请参阅图6所示，其中曲线L1代表第一种空气滤网25在鼓风机20于不同转速下所对应的压差值，曲线L2代表第二种空气滤网25在鼓风机20于不同转速下所对应的压差值，曲线L3代表第三种空气滤网25在鼓风机20于不同转速下所对应的压差值。由本图可看出，各种滤网在鼓风机20于不同转速下所产生的压差值不同。以第一种空气滤网25来说(请参阅曲线L1所示)，鼓风机20运转于转速档位1(也就是低速模式)时所对应的压差值约为67帕，鼓风机20运转于转速档位5(也就是高速模式)所对应的压差值约为112帕。基于此，存储器41可对应鼓风机20不同的转速档位预存有不同的阀值。举例来说，存储器41对应转速档位1预存的第一阀值为100帕，对应转速档位5预存的第二阀值为200帕，鼓风机20运转于转速档位1时，处理器40是比对压差值超过第一阀值时才输出控制信号，鼓风机20运转于转速档位5时，处理器40是比对压差值超过第二阀值时才输出控制信号，以避免造成误判的情形。

如图2所示，在一实施例中，空气清净装置100更包括空气品质侦测器42，空气品质侦测器42安装于机壳10外部并电连接于处理器40，用以感测机壳10外的空气品质，例如感测空气中的悬浮粒子、臭氧、二氧化碳、甲醛、甲苯、三氯乙烯、乙醇、丙酮或尼古丁等而能输出一即时空污值，例如所述即时空污值可为细悬浮微粒(PM2.5)的浓度值、悬浮微粒(PM10)的浓度值、或者臭氧的浓度值。处理器40可依据空气品质侦测器42所侦测的即时空污值控制鼓风机20的运转速度(例如控制鼓风机20于不同转速档位)。举例来说，若空气品质侦测器42所侦测的细悬浮微粒(PM2.5)的浓度值超过55μg/m³时，表示机壳10外的空气品质差，处理器40即控制鼓风机20运转于高速模式(如图6的转速档位4、5或6)，以加速空气过滤循环而提升过滤效率，从而降低细悬浮微粒的浓度。当空气品质侦测器42所侦测的细悬浮微粒的浓度值小于35μg/m³时，处理器40即切换鼓风机20运转于低速模式(如图6的转速档位1、2或3)以维持适当的空气过滤循环。

在一实施例中，上述的第一模式是指空气滤网25选用一第一空气滤网，第二模式是指空气滤网25选用一第二空气滤网，其中第一空气滤网与第二空气滤网具有不同过滤效率。请参阅图6所示，在鼓风机20运转于一转速档位(如转速档位1、2或3)下，选用不同过滤效率的滤网会对应产生不同的压差值，举例来说，曲线L1、L2与L3可分别代表不同HEPA(High-Efficiency Particulate Air)等级的第一空气滤网、第二空气滤网与第三空气滤网，鼓风机20在转速档位3时，第一空气滤网所对应的压差值约为94帕(请参曲线L1)，第二空气滤网所对应的压差值约为77帕(请参曲线L2)，第三空气滤网所对应的压差值约为67帕(请参曲线L3)，由此可见，不同过滤效率的滤网在同一转速档位下会对应产生不同的压差值。故存储器41可对应不同过滤效率的滤网预存有不同的阀值。举例来说，因应鼓风机20运转于转速档位3的状态下，存储器41对应第一空气滤网预存的第一阀值为180帕，对应第二空气滤网预存的第二阀值为120帕，对应第三空气滤网预存的第三阀值为100帕。鼓风机20运转于转速档位3时，若空气滤网25选用第一空气滤网时，处理器40是比对压差值超过第一阀值时才输出控制信号，若空气滤网25选用第二空气滤网时，处理器40是比对压差值超过第二阀值时才输出控制信号，若空气滤网25选用第三空气滤网时，处理器40是比对压差值超过第三阀值时才输出控制信号，以避免造成误判的情形。

在一些实施例中，由于机壳10内的气体流量会影响机壳10内的压力值且产生不同的过滤效率，故处理器40亦可根据机壳10内的不同流量值比对不同的阀值，以避免误判的情形发生。举例来说，如图2所示，空气清净装置100包括有一流量侦测器43，流量侦测器43安装于气流通道13中且电连接于处理器40，以侦测并输出流经气流通道13的即时流量值，而上述第一模式是指即时流量值为一高流量值，第二模式是指即时流量值为一低流量值。如图7所示，其中曲线L4代表第一种空气滤网在鼓风机20于不同转速下所对应的流量值，曲线L5代表第二种空气滤网在鼓风机20于不同转速下所对应的流量值，曲线L6代表第三种空气滤网在鼓风机20于不同转速下所对应的流量值。由本图可看出，不同空气滤网25在同一转速档位下，在气流通道13中对应产生的流量值不同，例如鼓风机20在转速档位3时，第一空气滤网所对应的第一流量值约为275(ft³/min)，第二空气滤网所对应的第二流量值约为200(ft³/min)，第三空气滤网所对应的第三流量值约为87(ft³/min)。由于不同流量值会产生不同的压差值，故存储器41可对应流量值预存有不同的阀值。举例来说，因应鼓风机20在转速档位3的状态下，存储器41对应第一空气滤网预存的第一阀值为200帕，对应第二空气滤网预存的第二阀值为120帕，对应第三空气滤网预存的第三阀值为100帕。当流量侦测器43侦测的即时流量值为第一流量值时，处理器40是比对压差值超过第一阀值时才输出控制信号，当流量侦测器43侦测的即时流量值为第二流量值时，处理器40是比对压差值超过第二阀值时才输出控制信号，当流量侦测器43侦测的即时流量值为第三流量值时，处理器40是比对压差值超过第三阀值时才输出控制信号，以避免造成误判的情形。

如图2所示，在一实施例中，空气清净装置100更包括一计时器44，计时器44电连接于处理器40用以取得空气清净装置100的装置使用时数，所述装置使用时数为空气清净装置100安装新的空气滤网25并启用后的累积使用时数(例如累积使用了5小时、30小时或100小时)。存储器41内预存有一建议更换时数，所述建议更换时数为厂商预设的滤网可使用的时数(例如1000小时、2000小时或3000小时)，处理器40更于一累计时数到达上述建议更换时数时即输出控制信号。在一实施例中，累计时数可为装置使用时数与一调整时数的总合。例如，每次空气清净装置100开机运作时，计时器44即开始累计空气清净装置100的运作时间以取得装置使用时数。上述的调整时数为厂商根据影响滤网效益的环境因素(例如环境温度或环境湿度)所微调的时数(例如0.5小时、1小时或2小时)。举例来说，由于空气滤网25在温度或湿度较高的环境下，容易滋生细菌而加速空气滤网25的消耗。故处理器40可随着环境温度或环境湿度的提高而增加调整时数，以提早发出控制信号提醒使用者。

如图2所示，在一实施例中，空气清净装置100于机壳10外可设有湿度感测器47与温度感测器48以分别感测当前环境温度与当前环境湿度，存储器41可预存有分别对应当前环境温度与当前环境湿度的预设温度值(如27℃、28℃或32℃)与预设湿度值(60％RH、70％RH或80％RH)。当处理器40于当前环境温度大于预设温度值时，增加调整时数。或者，处理器40于当前环境湿度大于预设湿度值时，增加调整时数。

承上，如图2所示，在一实施例中，无线通讯模块46接收到处理器40发出的控制信号时，也可同步发送外部气压感测器30所侦测的当前大气压力值、内部气压感测器31所侦测的当前内部气压值、当前大气压力值与当前内部气压值的压差值或/及其他工作数据(如空气品质侦测器42侦测的即时空污值、计时器44取得的装置使用时数、湿度感测器47与温度感测器48侦测的当前环境温度与当前环境湿度等)至外部的显示器或使用者的可携式电子装置，让使用者能清楚掌握空气清净装置100目前的工作状态。

如图5所示，在一实施例中，外部空气由进风口11进入机壳10内，也可先经过鼓风机20再吹往空气滤网25过滤而从出风口15吹出，使机壳10内形成正压，构成内部气压感测器31所侦测的当前内部气压值大于外部气压感测器30所侦测当前大气压力值。

虽然本发明的技术内容已经以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神所作些许的更动与润饰，皆应涵盖于本发明的范畴内，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求书所界定者为准。

Claims (12)

1.一种空气清净装置，其特征在于，包括：

一机壳，包括一进风口与一出风口；

一鼓风机，设置于该机壳内，该鼓风机能吸引外部空气由该进风口进入该机壳内、并由该出风口吹出该机壳外以形成一气流通道；

一空气滤网，设置于该机壳内且横亘该气流通道；

一外部气压感测器，设置于该机壳外部，该外部气压感测器侦测并输出该机壳外的一当前大气压力值；

一内部气压感测器，设置于该机壳内部，该内部气压感测器侦测并输出该机壳内的一当前内部气压值；以及

一处理器，电连接于该外部气压感测器与该内部气压感测器以接收该当前大气压力值与该当前内部气压值，该处理器计算该当前大气压力值与该当前内部气压值的一压差值，并比对该压差值超过一阀值时即输出一控制信号。

2.如权利要求1所述的空气清净装置，其特征在于，更包括一存储器，该存储器电连接于该处理器，且该存储器内预存有该阀值。

3.如权利要求2所述的空气清净装置，其特征在于，该存储器内预存的该阀值包括一第一阀值与一第二阀值，该第一阀值与该第二阀值分别对应于不同过滤效率的一第一模式与一第二模式，于该第一模式时，该处理器比对该压差值超过该第一阀值时才输出该控制信号，于该第二模式时，该处理器比对该压差值超过该第二阀值时才输出该控制信号。

4.如权利要求3所述的空气清净装置，其特征在于，该第一模式是指该鼓风机运转于一高速模式，该第二模式是指该鼓风机运转于一低速模式。

5.如权利要求3所述的空气清净装置，其特征在于，该第一模式是指该空气滤网选用一第一空气滤网，该第二模式是指该空气滤网选用一第二空气滤网，该第一空气滤网与该第二空气滤网具有不同过滤效率。

6.如权利要求3所述的空气清净装置，其特征在于，更包括一流量侦测器，设置于该气流通道中且电连接于该处理器，该流量侦测器侦测并输出流经该气流通道的一即时流量值，该第一模式是指该即时流量值为一高流量值，该第二模式是指该即时流量值为一低流量值。

7.如权利要求3至6任一项所述的空气清净装置，其特征在于，更包括一空气品质侦测器，设置于该机壳外部并电连接于该处理器，该空气品质侦测器侦测并输出该机壳外的一即时空污值，该处理器依据该即时空污值控制该鼓风机的运转速度。

8.如权利要求1所述的空气清净装置，其特征在于，该控制信号为一警示信号，以对应控制一警示单元发出一警示信息。

9.如权利要求1所述的空气清净装置，其特征在于，该控制信号为一通知信号，以对应控制一无线通讯模块无线发出一通知信息或一警示信息或其组合。

10.如权利要求1所述的空气清净装置，其特征在于，该控制信号为一转速控制信号，以对应控制该鼓风机的运转速度。

11.如权利要求1所述的空气清净装置，其特征在于，该控制信号为一停机信号，以对应控制该鼓风机停止运转。

12.如权利要求1所述的空气清净装置，其特征在于，该处理器更于一累计时数到达一建议更换时数时即输出该控制信号，该累计时数为一装置使用时数与一调整时数的总合。