CN111032189B - 过滤器装配件和具有过滤器装配件的空气净化器 - Google Patents

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Abstract

提供了一种过滤器装配件和具有过滤器装配件的空气净化器。过滤器装配件包括多个过滤器模块和框架，其中，多个过滤器模块各自填充有活性炭并且连续地连接；多个过滤器模块固定至框架，其中多个过滤器模块中相邻的过滤器模块相对于彼此以预定角度设置。

Description

过滤器装配件和具有过滤器装配件的空气净化器
技术领域
本公开涉及过滤器装配件和具有过滤器装配件的空气净化器，并且更具体地，涉及这样的过滤器装配件和具有该过滤器装配件的空气净化器，该过滤器装配件能够通过以锯齿形的方式将多个过滤器模块布置在预定角度处来防止压力损失上升同时提高除臭性能。
背景技术
根据在空气净化器中使用的过滤器的功能，过滤器分类为灰尘收集过滤器和除臭过滤器。除臭过滤器的除臭性能通过CADR(洁净空气输出比率，m3/h)表示。如果通过过滤器的空气压力损失大，则通过过滤器的空气的量减少，从而导致CADR的降低。因此，除臭过滤器的除臭性能应既考虑用于除臭的结构又考虑用于减少压力损失的结构。
包括在现有的空气净化器中使用的除臭过滤器的过滤器装配件通过以下而被使用：形成具有蜂窝形状的多个单元格以方便制造，并且利用由小颗粒制成的活性炭填充每个单元格。
传统的蜂窝过滤器装配件使用了这样的单元格，在每个单元格中填充大约60％至70％的活性炭。这提供了可供空气平滑地通过蜂窝形状的过滤器装配件的通道。
然而，因为传统的蜂窝过滤器装配件可能无法将活性炭完全地填充到单元格，所以会不可避免地降低除臭性能。如果用活性炭填充每个单元格(例如，如果100％地填充)以改善除臭性能，则活性炭成为空气流通的障碍，从而导致压力损失增加。其结果是，吸入电动机中发生过载，这会导致电力消耗增加。
因此，在使用传统的蜂窝形状的过滤器装配件情况中，存在需要降低的除臭性能以降低压力损失的问题。
发明内容
技术问题
本公开的示例性实施方式克服了以上缺点以及以上未描述的其他缺点。另外，不要求本公开克服以上描述的缺点，并且本公开的示例性实施方式可以不克服以上描述的任何问题。
技术方案
本公开提供了这样的过滤器装配件，其能够通过将其中每个单元格完全填充有活性炭的多个过滤器模块以锯齿形相对于彼此布置在预定角度处，在提高除臭性能的同时防止压力损失上升。
根据本公开的方面，过滤器装配件包括各自填充有活性炭并且连续地连接的多个过滤器模块以及固定至多个过滤器模块的框架，其中多个过滤器模块中相邻的过滤器模块相对于彼此设置在预定角度处。
多个过滤器模块可相对于彼此以锯齿形的方式设置。
过滤器装配件还可包括网状构件，该网状构件附接至相邻的过滤器模块的彼此面对的侧表面以将相邻的过滤器模块相对于彼此连接。
网状构件可具有其尺寸小于活性炭的粒径的网孔。
多个过滤器模块中相邻的过滤器模块之间的角度可为10度至30度。
多个过滤器模块可包括填充有活性炭的多个单元格。
过滤器装配件还可包括多个通气孔，该通气孔沿着多个过滤器模块的纵向方向在多个过滤器模块的前侧和后侧上彼此间隔开。
框架可包括多个引导部分，该引导部分固定多个过滤器模块的上端和下端以将多个过滤器模块保持在预定角度处。
多个引导部分可以是接合槽，多个过滤器模块的上端和下端插入该接合槽中。
多个引导部分可为与多个过滤器模块的上端和下端的外侧对应的凸出肋。
多个过滤器模块的上端和下端可附接至框架的内表面。
根据本公开的另一方面，空气净化器包括主体、前盖和过滤器装配件，其中，主体具有形成在其中的出气口以及将外部空气吸入进气口并且配置为通过出气口向外排放空气的吸入电动机；前盖可拆卸地安装至主体并且进气口形成在前盖中；过滤器装配件设置在进气口后侧，其中过滤器装配件包括多个过滤器模块，该过滤器模块具有各自填充有活性炭的多个单元格并且以锯齿形的方式布置。
相对于彼此相邻的过滤器模块可通过附接至过滤器模块的彼此面对的侧表面的网状构件连接，并且网状构件可具有其尺寸小于活性炭的粒径的网孔。
多个过滤器模块中相邻的过滤器模块之间的角度可为10度至30度。
过滤器装配件可包括框架，该框架固定多个过滤器模块的上端和下端以将多个过滤器模块保持在预定角度处。
本公开的附加的和/或其他的方面和优点将在以下描述中部分阐述，并且将部分地根据所述描述而显而易见，或可通过本公开的实践获知。
附图说明
通过参考附图描述本公开的某些示例性实施方式，本公开的上述方面和/或其他方面将更明显，在附图中：
图1是根据本公开的示例性实施方式的空气净化器的分解立体图；
图2是示出图1中所示的过滤器装配件的多个过滤器模块的立体图；
图3是示出图2中所示的部分III的放大图，其中，为了便于解释移除了填充在每个过滤器模块中的多个单元格中的活性炭；
图4是示出多个过滤器模块以锯齿形的方式连接的结构的平面图；
图5是示出单个过滤器模块的立体图；
图6是示出图5中所示的部分VI的放大图；
图7是示出图1中所示的过滤器装配件的框架的立体图；
图8是示出框架的另一示例的立体图；
图9是示出以第一角度布置的多个过滤器模块的平面图；
图10是示出以比第一角度窄的第二角度布置的多个过滤器模块的平面图；
图11是示出过滤器角度和CADR(洁净空气输出比率)之间的关系的图形；
图12是示出过滤器角度和压力损失之间的关系的图形；
图13示出当过滤器模块之间的角度是25.6度时的模拟结果的图形；以及
图14是示出当过滤器模块之间的角度是5.5度时的模拟结果的图形。
具体实施方式
为了完全理解本公开的结构和效果，将参考附图描述本公开优选的实施方式。然而，本公开可按照诸多不同的形式实施并且不应解释为局限于本文阐述的实施方式。应该理解，提供实施方式的描述以使本公开能够被实施，并且将向本公开所属领域的普通技术人员充分传达本发明的范围。在附图中，为了说方便解释的目的，组件的尺寸被放大，并且组件的比例可放大或缩小。
术语第一、第二等可用于描述各种组件，但是组件不应该被所述术语限制。所述术语仅用于将一个组件和另一个元件区分开。例如，在不脱离本公开的范围的情况下，第一组件可称为第二组件，且类似地，第二组件也可称为第一组件。
除非另行限定，否则本公开的实施方式中使用的术语可以如本领域技术人员通常知晓的那样进行解释。
在下文中，将参考附图描述根据本公开的示例性实施方式的空气净化器的示意性结构，并且将详细描述空气净化器中所包括的过滤器装配件的结构。
参考图1，根据本公开的示例性实施方式的空气净化器1可包括主体10和过滤器单元1000，主体10具有用于强行吸入外部空气并使其流动的吸入电动机(未示出)，过滤器单元1000可更换地设置在主体10中。
主体10可设置有用于用户输入的操作面板4，以执行空气净化器1的开/关功能以及各种功能。
操作面板4可设置在主体10的、容易由用户抵近的上侧，但是其不限于此并且可设置在主体10的侧部或后侧。操作面板4可形成为触摸屏，以显示操作状态连同用户输入。可替代地，操作面板4可具有单独的显示器以及布置在显示器周围的多个输入键。
主体10具有可拆卸地联接至其前面的前盖11。前盖11由多个小进气口13形成。
当吸入电动机被驱动之时，主体10通过前盖11的多个进气口13强行地将主体10外部的空气吸入主体10中。此时，外部空气中包含的灰尘和其他污染物通过过滤器单元1000被收集到过滤器单元1000中。
主体10形成有出气口15，该出气口15位于主体10的上侧，用于将穿过过滤器单元1000的已净化的空气排放至主体10的外部。在该情况中，出气口15不限于在主体10的上侧，而是可形成在主体10的侧表面或后表面上。
在主体10的前内侧中形成有用于接收过滤器单元1000的接收凹槽17。在该情况中，可在吸入通道上、在过滤器单元1000的下游设置吸入电动机(未示出)。
过滤器单元1000包括按照从主体10的内部向前盖11的顺序布置的过滤器装配件100、过滤器收集器(saver)200以及预过滤器300。
过滤器装配件100由除臭剂以及收集细粉尘的抗菌材料形成。如图1中所示，过滤器装配件100包括大体上呈矩形形状的框架130以及以锯齿形的方式布置在框架130内部的多个过滤器模块110。每个过滤器模块110中的多个单元格111中的每个单元格111填充有活性炭115。稍后将描述过滤器装配件100的具体结构。
过滤器收集器200具有能够通过充电收集灰尘的电动灰尘收集结构。预过滤器300可由非纺织布形成或可呈金属膜或金属网的形式，其中，呈金属膜或金属网形式的过滤器的眼孔(eye)非常紧凑。
在下文中，将参考图2至图7详细描述过滤器装配件100的结构。
图2是示出图1中所示的过滤器装配件100的多个过滤器模块110的立体图。图3是示出图2中所示的部分III的放大图，其中为了便于解释移除了填充在每个过滤器模块中的多个单元格中的活性炭。图4是示出以锯齿形的方式连接的多个过滤器模块110的结构的平面图。
过滤器装配件100包括如图2中所示的多个薄且长的过滤器模块110以及用于固定多个过滤器模块110的框架130(参见图7)。
如图4中所示，一对相邻过滤器模块110通过一个网状构件113彼此连接。因此，多个过滤器模块110连续地连接成线，并且同时以锯齿形的方式布置成相对于彼此具有预定角度θ1和θ2。
参考图3，形成在每个过滤器模块110中的多个单元格111是用于充填活性炭115的空间，并且包括沿着过滤器模块110的纵向方向布置的竖直隔肋(barrier rib)114a和横跨竖直隔肋114a的多个水平隔肋114b。每个单元格111填充有活性炭115(在该情况中，在每个单元格111中填充活性炭115的程度大约是100％或接近100％)。
多个单元格111的形状可为如图3中所示的正方形(或矩形)，但是该形状不受限制。
每个过滤器模块110具有沿着过滤器模块110的纵向方向形成在过滤器模块110的前表面和后表面上的多个通气孔112a和112b。通气孔112a和112b与多个单元格111连通。因此，穿过过滤器装配件100的空气可通过通气孔112a和112b流入填充有活性炭115的单元格111中。因此，过滤器模块110增加了可供空气通过的总面积，由此减少压力损失并且提高除臭性能。如图3中所示，通气孔112a和112b的形状是矩形。然而，本公开不限于此，并且只要填充在单元格111中的活性炭115可以不漏出，则可使用任何形状。
网状构件113是由具有其尺寸小于活性炭115的粒径的网孔的柔性材料形成，使得填充在单元格111中的活性炭115可以不漏出。因此，填充在单元格111中的活性炭115可通过网状构件113保持在单元格111中而不从单元格111脱离。
参考图4，为了使网状构件113连接彼此邻近的一对过滤器模块110，网状构件113的第一部分113a和第二部分113b分别附接至这一对过滤器模块110的彼此面对的侧表面。这一对过滤器模块110通过单个网状构件113连接。以这种方式，剩余的过滤器模块110通过网状构件113连接。
通过网状构件113连接的多个过滤器模块110可以连接成线并且以锯齿形的方式布置。
图5是示出单个过滤器模块110的立体图，并且图6是示出图5中所示的部分VI的放大图。
参考图5和图6，单个过滤器模块110具有具备某一厚度t的矩形形状。
在本实施方式中，多个过滤器模块描述为通过多个网状构件连接成线。然而，本公开不限于此，并且两个网状构件可分别附接至一个过滤器的两侧。在该情况中，两个网状构件中的每一个制造成具有与过滤器模块的侧表面的面积对应的面积，因此它们不附接至邻近该过滤器模块的其他过滤器模块。因此，可以以分离状态的方式制造全部的单个过滤器模块。
每个过滤器模块110可单独地制造并且可独立地安装在框架130上(参见图7)。在该情况中，当单个过滤器模块110损坏或活性炭115需要更换时，相关过滤器模块110可从框架130中移除并且被替换或维修。
图7是示出图1中所示的过滤器装配件100的框架130的立体图。
参考图7，框架130可固定过滤器模块110使得多个过滤器模块110保持以锯齿形的方式、以预定角度相对于彼此布置。
框架130包括支承多个过滤器模块110的上端110a的上部分131a、支承多个过滤器模块110的下端110b的下部分131b、分别连接至上部分131a和下部分131b的两侧的左侧部分131c和右侧部分131d。在该情况中，左侧部分131c和右侧部分131d可覆盖多个过滤器模块110的两侧的外侧部。
固定多个过滤器模块110的上端110a和下端110b的多个引导部分132设置在上部分131a的底表面和下部分131b的顶表面上，使得多个过滤器模块110中的每一个可保持在预定角度θ1和θ2处(参见图4)。
引导部分132可为与以锯齿形的方式设置的多个过滤器模块110的上端110a和下端110b的外侧部对应的凸出V形肋132。在本实施方式中，多个肋132描述为形成在框架130的上部分131a的底表面和框架130的下部分131b的顶表面上。然而，本公开不限于此，并且多个肋132仅可形成在上部分131a的底表面和下部分131b的顶表面中的任一个上。
每个肋132包括与通过过滤器模块110形成的角度θ1和θ2(参见图4)对应的角度θ3和θ4，因此具有V形和通过将V形旋转180度形成的形状的肋132可交替地设置。另外，具有V形和通过将V形旋转180度形成的形状的肋132在其之间设置有间隙133。间隙133通过每个过滤器模块110的厚度t间隔开，使得过滤器模块110的上端110a和下端110b可通过多个肋132稳定地固定。另一方面，以锯齿形的方式连接的多个过滤器模块110之中的、设置在最外侧处的过滤器模块110可通过肋132和框架130的左侧部分131c以及通过肋132和框架130的右侧部分131d固定。
图8是示出框架140的另一示例的立体图。
参考图8，框架140以与图7中所示的框架130相同方式具有上部分141a、下部分141b、左部分141c和右部分141d。多个引导部分形成在框架140的上部分141a的底表面和下部分141b的顶表面上。
每个引导部分可以是接合槽142，多个过滤器模块110的上端110a和下端110b可插入该接合槽142中。多个接合槽142布置成形成与通过多个过滤器模块110形成的θ1和θ2(参见图4)对应的角度θ5和θ6。因此，可以在保持预定角度的同时通过框架140固定连接成线的多个过滤器模块110。
另外，多个过滤器模块110可通过肋形状的引导部分或凹槽形状的引导部分相对框架130和框架140保持在预定角度处。然而，本公开不限于此，并且通过将上端110a和下端110b结合到框架130和框架140中的每一个的上部分141a的底表面和下部分141b的顶表面，多个过滤器模块110可保持在预定角度处。在该情况中，不需要在框架130和框架140中形成单独的引导部分。
包括多个过滤器模块110以及框架130和框架140的过滤器装配件100可以可拆卸地插入如上所述的主体10的接收凹槽17中。当过滤器的寿命耗尽时或当过滤器需要修理时，可容易地将过滤器装配件100从主体10的接收凹槽17中取出。
在下文中，将参考图9至图12详细描述过滤器模块110之间的布置角度及其效果。
图9是示出相对于彼此以第一角度θ7和θ8布置的多个过滤器模块110的平面图。图10是示出相对于彼此以比第一角度θ7和θ8窄的第二角度θ9和θ10布置的多个过滤器模块110的平面图。
参考图9，多个过滤器模块110相对于彼此以锯齿形的方式、以特定的第一角度θ7和θ8设置。在该情况中，过滤器模块110之间的角度θ7和θ8可以是相同的角度。
参考图10，如果需要，每个过滤器模块110之间的角度可以是比第一角度θ7和θ8窄的第二角度θ9和θ10。此时，第二角度θ9和θ10可以是相同的角度。
每个过滤器模块110可具有大约10mm至60mm的宽度。当过滤器模块110的宽度L小于10mm时，因为过滤器与空气接触的接触面积变窄，所以CADR减小并且除臭性能大大降低。相反，当过滤器模块110的宽度L超过60mm时，尽管过滤器与空气接触的接触面积变宽，但是因为过滤器装配件100的体积变大，所以存在空气净化器1的整体尺寸增加的问题。
图11是示出过滤器角度和CADR之间的关系的图形。图12是示出过滤器角度和压力损失之间的关系的图形。
当在多个单元格中填充70％的活性炭时，传统的蜂窝形状的过滤器装配件具有大约18Pa的压力损失和50m3/h的CADR。另外，当多个单元格中填充100％的活性炭时，压力损失超过196Pa并且CADR接近0。
相反，根据本实施方式的过滤器装配件100包括以锯齿形的方式设置的多个过滤器模块110，使得过滤器的可供空气通过的面积比传统蜂窝形状的过滤器装配件更广。因此，即使多个过滤器模块110的单元格111全部填充有活性炭，因为过滤器的可供空气通过的面积大，所以也可防止压力损失的增加并且可获得高的CADR。换言之，如图11和图12的图形所示，可以看出，当在多个单元格111中填充有活性炭115的多个过滤器模块110以10度至30度布置时，压力损失的最大值小于24pa并且CADR的最大值是155m3/h。
考虑到这一点，可以看出，如图11和图12中所示，其中多个单元格111按100％填充有活性炭的多个过滤器模块110具有低的压力损失和高的CADR值。因此，可以看出，以锯齿形的方式、以预定角度布置的多个过滤器模块110具有比传统的蜂窝形状的除臭过滤器更好的除臭性能。另外，根据过滤器模块110之间的角度，以锯齿形的方式相对于彼此以预定角度布置的多个过滤器模块110具有不同的CADR。
在下文中，将参考图13和图14描述通过在过滤器模块110之间不同地设定角度来获得不同的CADR。
图13是示出当过滤器模块之间的角度是25.6度时的模拟结果的图形。图14是示出当过滤器模块之间的角度是5.5度时的模拟结果的图形。
如图13中所示，当过滤器模块110的角度α是10至30度(例如，25.6度)时，穿过过滤器模块110的空气的流动路径大体上与过滤器厚度t的方向一致。穿过过滤器模块110的空气的流动路径缩短(即，空气流动路径接近最短距离)，并且因此，穿过过滤器模块110的空气的压力损失减少并且CADR增加。另外，参考图11至图12，当过滤器模块110的角度α是10至30度时，CADR具有最大值155m3/h，并且当过滤器模块110的角度α增加时，CADR值逐渐减小。此外，可以看出，压力损失是12Pa至24Pa，考虑到蜂窝形状的过滤器模块的压力损失是196Pa，上述压力损失是低压力损失。
另一方面，当过滤器模块110的角度β小于10度(例如，5.5度)时，穿过过滤器模块110的空气的流动路径与过滤器厚度t的方向不一致。因此，穿过过滤器模块110的空气的流动路径增加。这会增加穿过过滤器模块110的空气的压力损失并且减少CADR。
当过滤器模块110的角度β超过30度时，穿过过滤器模块110的空气的流动路径将大体上与过滤器厚度t的方向一致。然而，当过滤器模块110的角度β增加时，因为过滤器的可供空气通过的接触区域变窄，所以空气的压力损失比当过滤器模块110的角度是10至30度时增加更多并且CADR将减少。另外，参考图12，可以看出，当过滤器模块110的角度增加超过30度时，压力损失也增加。然而，即使当过滤器模块110的角度是130度时，压力损失具有最大值28Pa，考虑到传统的蜂窝形状的过滤器模块的压力损失是196Pa，上述压力损失是低压力损失。
如上所述，可以看出，当过滤器模块110的角度是10度时获取到最大CADR值，并且当角度是30度时获取到最小压力损失。因此，考虑到穿过过滤器模块110的空气的压力损失和CADR两者是除臭性能的主要变量，当过滤器模块110的角度是10至30度时，优选地是25至30度时，可以实现最理想的除臭性能。
然而，本公开不限于此，并且显而易见，过滤器模块110之间的角度可根据设计需要进行调整。
虽然已经示出和描述了本公开的示例性实施方式，但是本公开不限于上面提及的特定示例性实施方式，而是在不脱离如权利要求中要求保护的本公开的精神和范围的情况下，可由本公开所属领域的技术人员对本公开不同地进行修改。另外，这样的修改也应该理解为落入本公开的范围内。

Claims (14)

1.过滤器装配件，包括：
多个过滤器模块，每个所述过滤器模块包括填充有活性炭的多个单元格并且连续地连接，所述单元格形成在所述过滤器模块的侧表面处；
框架，所述多个过滤器模块的上端和下端固定至所述框架；以及
多个通气孔，沿着所述多个过滤器模块的纵向方向彼此间隔开地设置在所述多个过滤器模块的前表面和后表面上，并且与所述多个单元格连通，
其中，所述多个过滤器模块中相邻的过滤器模块相对于彼此以预定角度设置。
2.如权利要求1所述的过滤器装配件，其中，所述多个过滤器模块相对于彼此以锯齿形的方式设置。
3.如权利要求1所述的过滤器装配件，还包括：
网状构件，附接至相邻的所述过滤器模块的彼此面对的侧表面以将相邻的所述过滤器模块相对于彼此连接。
4.如权利要求3中所述的过滤器装配件，其中，所述网状构件具有网孔，所述网孔的尺寸小于所述活性炭的粒径。
5.如权利要求1所述的过滤器装配件，其中，所述多个过滤器模块中相邻的过滤器模块之间的角度在10度和30度之间。
6.如权利要求1所述的过滤器装配件，其中，所述多个过滤器模块包括填充有所述活性炭的多个单元格。
7.如权利要求1所述的过滤器装配件，其中，所述框架包括多个引导部分，所述多个引导部分固定所述多个过滤器模块的上端和下端以将所述多个过滤器模块保持在所述预定角度处。
8.如权利要求7所述的过滤器装配件，其中，所述多个引导部分是接合槽，所述多个过滤器模块的上端和下端插入所述接合槽中。
9.如权利要求7所述的过滤器装配件，其中，所述多个引导部分是与所述多个过滤器模块的上端和下端的外侧对应的凸出肋。
10.如权利要求1所述的过滤器装配件，其中，所述多个过滤器模块的上端和下端附接至所述框架的内表面。
11.空气净化器，包括：
主体，具有出气口并且具有吸入电动机，所述出气口形成在所述主体中，所述吸入电动机将外部空气吸入进气口中并且配置为通过所述出气口向外排放所述空气；
前盖，可拆卸地安装到所述主体，并且所述进气口形成在所述前盖中；以及
过滤器装配件，设置在所述进气口的后侧，
其中，所述过滤器装配件包括：
多个过滤器模块，各自具有填充有活性炭的多个单元格并且以锯齿形的方式布置，所述单元格形成在所述过滤器模块的侧表面处；
框架，所述多个过滤器模块的上端和下端固定至所述框架；以及
多个通气孔，沿着所述多个过滤器模块的纵向方向彼此间隔开地设置在所述多个过滤器模块的前表面和后表面上，并且与所述多个单元格连通。
12.如权利要求11所述的空气净化器，
其中，相对于彼此相邻的过滤器模块通过附接至所述过滤器模块的彼此面对的侧表面的网状构件彼此连接，以及
其中，所述网状构件具有网孔，所述网孔的尺寸小于所述活性炭的粒径。
13.如权利要求11所述的空气净化器，其中，所述多个过滤器模块中相邻的过滤器模块之间的角度为10度至30度。
14.如权利要求11所述的空气净化器，其中，所述过滤器装配件包括框架，所述框架固定所述多个过滤器模块的上端和下端以将所述多个过滤器模块保持在预定角度处。
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