CN111520830A - 滤芯、空气净化器及空气净化方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及空气净化技术领域，尤其涉及一种滤芯、空气净化器及空气净化方法，空气净化器包括滤芯、静电发生器及供水组件，滤芯包括间隔设置的多块滤板，相邻的滤板之间形成供空气流通的流道，滤板的表面具有亲水涂层，滤板能够导电，并与静电发生器连接，供水组件用于向滤板供水。向滤板供水后，滤板表面的亲水涂层上会形成水膜，以吸附流道中的颗粒污染物及水溶性气体污染物。而且，滤板能够导电，与静电发生器连接后使得滤板及水膜均带静电，小颗粒污染物及各种离子会受电场力的影响而被水膜吸附，以进一步增强水膜对污染物的吸附性能。同时，水膜在重力作用下带动污染物流动，污染物不会残留在滤板表面，从而不需要对滤芯进行清洁及更换。

Description

滤芯、空气净化器及空气净化方法

技术领域

本发明涉及空气净化技术领域，尤其涉及一种滤芯、空气净化器及空气净化方法。

背景技术

随着国民经济的发展和技术的进步，人们的生活水平不断提高，对室内环境的空气质量的要求也越来越高，空气净化器得到越来越广泛的应用。空气净化器的净化性能主要取决于滤芯，传统的空气净化器大多采用具有多层HEPA滤网的滤芯进行过滤，或用活性炭进行吸附，污染物吸附在滤网或活性炭上，如果不及时更换，容易造成污染物堆积，产生二次污染，但滤芯的更换成本偏高，会增加用户的使用成本，而且传统HEPA滤网无法清除空气中的有害气体。

发明内容

本发明的目的在于提供一种滤芯、空气净化器及空气净化方法，旨在解决传统空气净化器的滤芯需要定期更换增加用户的使用成本，以及无法清除空气中的有害气体的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种滤芯，包括多块滤板，相邻的所述滤板之间形成供空气流通的流道，所述滤板的表面具有亲水涂层，所述滤板能够导电，并用于与静电发生器连接。

另外，本发明还提供一种用于上述任一项所述的空气净化器的空气净化方法，所述空气净化方法包括如下步骤：

所述滤板表面的所述亲水涂层上形成水膜，并且所述水膜带静电；

空气进入所述流道内，并与带静电的所述水膜接触，空气中的污染物吸附于水膜中；以及

所述污染物随所述水膜沿所述滤板的表面流下。

实施本发明实施例，将具有如下有益效果：

由于滤板表面具有亲水涂层，向滤板表面喷水后，滤板表面会形成水膜，以吸附流道中的颗粒污染物及水溶性气体污染物。而且，滤板能够导电，与静电发生器连接后使得滤板及水膜均带静电，空气中的小颗粒污染物及各种离子会在惯性力、电场力的影响下增加与水膜接触的概率，以进一步增强水膜对污染物的吸附性能。同时，水膜在重力作用下带动污染物流动，污染物不会残留在滤板表面，从而不需要对滤芯进行清洁及更换，能够节约使用成本。

使用上述空气净化方法净化空气时，带静电的水膜会加强对空气中的小颗粒污染物及各种离子的吸附作用，提升净化效果。该空气净化方法可以同时有效消除空气中的化学性和物理性污染物，且具有自清洁能力，无需更换耗材、人机可安全共处。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

其中：

图1为一个实施例的空气净化器的部分结构的示意图；

图2为图1中结构的俯视图；

图3为图1中结构的爆炸图；

图4为图1中滤芯的结构示意图；

图5为图4中滤芯的组装示意图。

说明书中附图标记如下：

10、滤芯；11、滤板；12、安装轴；13、套管；14、螺钉；15、安装件；151、安装孔；21、水箱；211、开口；212、第一侧板；213、第二侧板；22、喷头；41、紫外灯；42、安装板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果所述特定姿态发生改变时，则所述方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个所述特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明一实施例提供一种空气净化器，空气净化器包括外壳、静电发生器、风机、滤芯及供水组件。风机用于将外界空气抽吸至滤芯内进行净化，静电发生器在滤芯净化空气时向其供应静电，供水组件则在滤芯净化空气时向其供水。

图1至图4示出空气净化器的部分结构，如图所示，滤芯10包括间隔设置的多块滤板11，相邻的滤板11之间形成供空气流通的流道，且滤板11的表面具有亲水涂层。亲水涂层的材料包括聚四氟乙烯、聚丙烯酸、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚氨酯和二氧化钛中的至少一种。滤板11能够导电，并与静电发生器连接。供水组件包括水箱21、水泵(图中未示出)及喷头22，水箱21通过水泵与喷头22连通，且喷头22位于滤芯10的上方。

空气净化器工作时，水泵将水箱21内的水抽吸至喷头22喷出，由于滤板11表面具有亲水涂层，水珠落在滤板11上后延展形成水膜，可以更有效地吸附流道中的颗粒污染物及水溶性气体污染物。而且，滤板11导电，与静电发生器连接后，滤板11及水膜均带静电，空气中的小颗粒污染物及各种离子会受电场力的影响而被水膜吸附，以进一步增强水膜对污染物的吸附性能。同时，水膜在重力作用下带动污染物流动，污染物不会残留在滤板11表面，从而不需要对滤芯10进行清洁及更换，能够节约带有该滤芯10的空气净化器的使用成本。

可以理解地，喷头22设置在滤板11上方，能够保证滤板11表面从上至下均布有水膜，并能够带动流道内的污染物往下运动。而且，在本实施例中，喷头22采用花洒式，以将水分均匀喷洒至滤板11表面。

主要参考图3，在本实施例中，水箱21设置在滤板11下方，并具有开口211，可以接纳汇集从喷头22和滤板11滴落的水滴。优选地，滤板11的下端伸入开口211内。滤板11表面的水能够直接流入至水箱21内，实现内部循环，以减少补给水分的次数。而且，水箱21内还可以添加消毒液、香薰油或其它成分，可以更有效的灭活空气中的细菌、病毒以及去除其它有害化学气体，水箱21内水分内部循环可以降低空气净化器的使用成本。当然，水箱21内的水在使用一段时间后需要更换，避免造成二次污染。应当注意的是，水箱21内的水位最好高于滤板11的底部，即滤板11的下端伸入水中，以使得空气均在流道内流动，而不会由滤板11与水之间的空隙内流过。当然，在其它实施例中，与水泵连接的水箱21也可以仅起到供水作用，滤板11上流下的水则由其它结构进行收集。

而且，本实施例的水箱21还包括位于开口211两侧的第一侧板212及第二侧板213，滤芯10位于第一侧板212与第二侧板213之间。水箱21的材料为绝缘材料，滤芯10位于第一侧板212与第二侧板213之间能够增强空气净化器的安全性能。应当注意的是，滤芯10最外侧的滤板11与第一侧板212及第二侧板213均密封连接，以防止空气从滤板11与第一侧板212或第二侧板213之间的间隙流过。

主要参考图2及图4，多块滤板11沿滤板11的厚度方向间隔排布，流道的方向大致与空气流入滤芯10内的方向(如图2中箭头所示)一致，能够减小滤板11对空气的阻碍作用，保证空气净化器的出风量。而且，滤板11的表面为曲面，从而使得流道为弯曲流道，以延长流道的长度，增加空气在流道内停留的时间，且表面为曲面的滤板11与空气的接触面积更大，从而增加空气与水膜接触的概率。而且，空气沿曲面运动时，空气中的颗粒污染物，特别是大颗粒污染物(粒径大于10微米)，会在曲线运动所产生的离心力以及惯性力的作用下向滤板11表面运动，从而被水膜吸附。小颗粒污染物物及离子性污染物则主要静电力作用下被水膜吸附。

特别优选的，在本实施例中，滤板11的表面为正弦波形，使得所有流道内空气的流动情况近乎相同，从而使得空气净化器出风更加均匀，提升用户的体验感。在其它实施例中，滤板11的表面也可以为连续波形或是折线形。

值得一提的是，在本实施例中，如图2所示视角，在风向及滤板11的厚度方向形成的平面上，滤板11与该平面的交线为曲线，空气在流道内沿曲线运动，能够产生湍流现象，以进一步增加空气在流道内停留的时间，以及空气在流道内运动的剧烈程度，从而进一步增大空气中的污染物与水膜接触的概率，提升净化效果。

一并参考图5，滤芯10还包括安装轴12及套管13，滤板11及套管13均套设于安装轴12，且安装轴12的轴向平行于滤板11的厚度方向，套管13抵紧于相邻的两块滤板11之间。滤芯10还包括螺钉14，套管13的端部加工出内螺纹，螺钉14穿过最外侧的滤板11与安装轴12螺纹连接，以将滤板11固定在安装轴12上。滤芯10还可以包括安装件15，安装件15的一端穿设于螺钉14，另一端上开设有安装孔151，以固定滤芯10。在其它实施例中，安装轴12与滤板11也可以通过焊接等方式固定。

相邻滤板11之间的厚度可以通过套管13的厚度进行控制。优选地，所有套管13的厚度相等，即相邻滤板11之间的距离相等，使得出风更加均匀，提高用户的体验感。而且，在本实施例中，相邻滤板11之间的间隙小于20毫米，以兼顾除尘效果及出风量。

此外，本实施例的空气净化器还包括用于照射滤板11表面的紫外灯41，紫外灯41发出的紫外光能够破坏微生物的DNA，进而杀灭细菌和病毒，可以防止净化器内部产生霉菌。而且，紫外灯41仅照射滤板11，不会影响空气净化器外的人或动植物。

主要参考图5，空气净化器还包括安装板42，安装板42固定在第一侧板212及第二侧板213上，并安装有紫外灯41，紫外灯41伸入至第一侧板212与第二侧板213之间，并位于流道的出风口下游，以增加紫外灯41的有效照射面积。安装板42还可以用来固定喷头22，以对各零部件合理排布，减小空气净化器的体积。

值得一提的是，本实施例的滤板11表面的亲水涂层为含有纳米光触媒颗粒的亲水涂层，通过在亲水涂层上附着纳米级锐钛型二氧化钛粉末形成。在紫外灯41的照射下，含有纳米光触媒颗粒的亲水涂层可以产生大量氢氧自由基，能氧化绝大部分的有机物及无机污染物，降解范围广，且纳米光触媒颗粒有高稳定性、耐光腐蚀、无毒等特点，并且在净化过程中不产生二次污染。而且，纳米光触媒颗粒在净化过程中起到催化剂的作用，本身并不随时间延长而消耗，使用寿命持久，不需要增加额外的使用成本。

下面，再对本发明的空气净化器及空气净化方法相对于传统空气净化器及传统的空气净化方法的优势进行说明。

传统的空气净化方法有：(1)HEAP过滤法：HEAP过滤网是由一叠连续折叠的亚玻璃纤维膜构成，将空气中的颗粒污染物和部分微生物过滤掉。HEAP过滤网需要定期更换，否则会导致滤净效果下降。(2)活性炭吸附法：主要使用活性炭强大的吸附能力，吸附空气中的有害气体。活性炭需要定期更换，以免吸附的有害物质逸出。该方法主要用来防治化学性污染。(3)负离子沉降法：主要通过负氧离子中和悬浮物所携带的正电荷，从而使小颗粒污染物无电荷后沉降。当前大部分的负离子发生器都是通过高压放电使空气分子产生负离子，在此过程中，不可避免地会生成新的污染物臭氧和其它氮化物。(4)紫外线杀菌法：主要通过紫外线照射来破坏微生物的DNA，进而杀灭细菌、病毒、真菌孢子、尘螨等微生物。但其杀菌效率与紫外线强度和照射时间强相关，并且只能用来消灭空气中和物体表面的微生物。同时在杀菌过程中，房间内不能有人、宠物和植物，以免误伤。(5)臭氧杀菌法：主要通过臭氧的强氧化性，来杀灭空气中的部分微生物，并与空气中的部分化学污染物(例如：甲醛)发生反应。杀菌过程中，房间内不能有人、宠物和植物；杀菌结束后，需要进行通风处理。(6)光触媒方法：主要通过光触媒(以纳米级二氧化钛为代表的具有光催化功能的光半导体材料)在紫外线的照射下，生成超氧化物阴离子自由基，能够将部分有机物分解为二氧化碳与水，同时破坏细菌的细胞膜固化病毒的蛋白质，改变细菌，病毒的生存环境从而杀死细菌、病毒。主要用于防治化学污染和生物污染。

相对于负离子沉降法，本发明的空气净化器及空气净化方法在净化过程中不需要通过高压放电产生负离子，不会产生新的污染物臭氧和其它氮化物。而且，也不需要像臭氧杀菌法那样使用对人体有影响的臭氧进行杀菌。本发明的空气净化器及空气净化方法的使用安全性能高，在净化过程中也不需要通风换气，适用范围广，可用于各种有人的室内及室外空间，例如住所、办公场所、商场、医院、图书馆、学校、车站等。

本发明的空气净化器及空气净化方法，不仅能够对物理性污染(主要是空气中的悬浮颗粒污染物，一般以粒径进行区分，粒径越小往往危害越大。熟悉的PM2.5就指的是粒径为2.5微米的悬浮颗粒)进行净化，还能对生物性污染物(如能够引起人体过敏或疾病的微生物，包括细菌、病毒、真菌孢子、尘螨和花粉等)及化学性污染物(主要是指空气中被人体吸收后对人体有害的有机物和无机物，包括一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮、臭氧、甲醛、苯类、总挥发性有机物、氨和放射性氡气等)进行净化。而且，滤芯还具有自净功能，且使用过程中只需要定期换水，不需要使用耗材，使用成本低。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种滤芯，其特征在于，包括间隔设置的多块滤板，相邻的两块所述滤板之间形成供空气流通的流道，所述滤板的表面具有亲水涂层，所述滤板能够导电，并用于与静电发生器连接。

2.如权利要求1所述的滤芯，其特征在于，多块所述滤板沿所述滤板的厚度方向间隔排布，且所述滤板的表面为曲面，从而使得所述流道为弯曲流道。

3.如权利要求2所述的滤芯，其特征在于，所述滤板的表面为连续波形或是折线形。

4.如权利要求2或3所述的滤芯，其特征在于，在风向与所述滤板的厚度方向形成的平面上，所述滤板与所述平面的交线为曲线。

5.如权利要求2所述的滤芯，其特征在于，所述滤芯还包括安装轴及套管，所述滤板及所述套管均套设于所述安装轴，且所述安装轴的轴向平行于所述滤板的厚度方向，所述套管抵紧于相邻的两块所述滤板之间。

6.如权利要求1所述的滤芯，其特征在于，所述亲水涂层为含有纳米光触媒颗粒的亲水涂层。

7.一种空气净化器，其特征在于，包括：

如权利要求1-6任一项所述的滤芯；

静电发生器，与所述滤板电连接；及

供水组件，向所述滤板供水，以在所述滤板表面的所述亲水涂层上形成水膜。

8.如权利要求7所述的空气净化器，其特征在于，所述空气净化器还包括用于照射所述滤板表面的紫外灯。

9.如权利要求7所述的空气净化器，其特征在于，所述供水组件包括水箱、水泵及喷头，所述水箱通过所述水泵与所述喷头连通，且所述喷头位于所述滤芯的上方，所述水箱可以接纳汇集从所述喷头和所述滤板滴落的水滴。

10.一种空气净化方法，其特征在于，用于如权利要求7-9任一项所述的空气净化器，所述空气净化方法包括如下步骤：

所述滤板表面的所述亲水涂层上形成水膜，并且所述水膜带静电；

空气进入所述流道内，并与带静电的所述水膜接触，空气中的污染物吸附于水膜中；以及

所述污染物随所述水膜沿所述滤板的表面流下。

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