CN1119574C - 空气处理装置 - Google Patents

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Abstract

一种空气处理装置，它适合于安装在插座上并直接由该插座支承。一种处理介质，如静电过滤器(33)位于装置的前部。仔细设置的风机(15)抽吸通过过滤器的空气，并将粒径高于0.1μm的颗粒去除。当过滤器太脏时将其更换。

Description

空气处理装置
技术领域
本发明涉及一种用于进行空气处理的装置，特别是一种用于人们生活目的而去除如空气中的灰尘或花粉等颗粒污染物、细菌病毒或气态组合物等污染物的空气处理装置。
背景技术
现有的这类装置体积大而笨重，其宽度通常大于30至40cm。这是由于为了在房间或办公室内得到合理的空气流通量，风机转速与风机面积的乘积必须非常大，如果使用小型风机，则必须以高速运转。然而，以较高速度运转的风机易产生使人难以忍受的噪音，从而这些风机不适合家庭或办公室使用。
这种应用的过滤器的网眼尺寸足以捕集不大于0.1μm的颗粒，但是这种过滤器的空气阻力相当大；因此，为了提供足够大的空气流量使房间空气充分净化，通常必须在桌子上，甚至地板上放置体积较大的空气净化器。
因此，这就需要提供一种适合于直接插入一个电插座内，特别是插入一个总电插座内并由该电插座支承的空气处理装置。
发明内容
本发明提供一种空气处理装置，它适合于直接插入一个总电插座内并由该总电插座支承，该装置包括一处理介质、一台用于使空气流过处理介质的风机、一台用于驱动风机的电机、一个外壳和多个连接在外壳上并适合于装配在插座内以向电机供电的插头，其中风机包括一个适合于容纳电机的整体式轮毂，它有利于通过电插座支承该装置，其中该装置的尺寸应能使其通过将插头装配到电插座内来单独地得到支承；以及所述风机的轴向厚度在1-5厘米之间。简单说来，用于供电从而向电机提供电源的插头也对装置本身构成支承。
优选地，风机的轴向厚度最好在2-4厘米之间。
优选地，所述电机在使用中以每分钟低于3000转的转速驱动风机旋转。
优选地，以每分钟2000-2800转的转速驱动风机旋转。
优选地，还包括两个连接到外壳上并装配在插座内以向电机供电的插头。
优选地，可包括三个连接到外壳上并装配在插座内以向电机供电的插头。
总之，电机通常都采用直流电机，这就是说，还应包括安装在普通总插座上的转换和整流装置。令人感到意外的是，本发明人发现，即使有这种限制，仍有可能通过精心的设计制造出能使其自身支承在插座内的处理装置。转换器和相关的整流元件可设置在风机上方。局部的调整确定了适合于由总插座支承的物件的最大尺寸，特别是确定了允许施加到插座上的最大力矩。
处理介质最好是一种过滤器，尤其是具有一块细网目板的静电过滤器。适合制作这种过滤器的纤维是在生产过程中充有静电的聚丙烯纤维，如由3M公司生产的这种纤维。这种过滤器是利用静电吸引通过它的小颗粒来起作用的。过滤板最好是波纹板，而不是平板，以在给定外壳尺寸的情况下增加过滤器的有效面积。波纹也用于减缓空气流过过滤器的有效速度，从而使静电过滤器即使在较高的空气体积流量下仍能捕集颗粒。为提供有效的空气净化，这种较高风量是必需的。
另外，为了消除气态污染物，处理介质的选择将取决于正确的气体化学特性，但也可包括活性碳和分子筛。
如上所述，在使用中，较为适合的风机的转速应低于3000rpm，最好在2000-2800rpm之间。当高于3000rpm时，家庭或办公室环境内的风机噪音和声强将令人难以忍受。若转速低于2000rpm则不可能向风机提供足够的风量并产生合适的压差。静电过滤器需要严密地控制压差和体积流量，以保持正常运行。
为了提供合适的风量，较好地是采用至少6个，最好采用9-15个叶片的反向曲线叶轮式风机。反向曲线叶轮能产生足够的风量，这是由于它与传统的相同尺寸的风机不同，它能在过滤器内产生足够高的压降。如果叶片的数量太少，为了提供足够的风量，风机的转速必须很高。若叶片的数量太多，则增加制造难度并在一定程度上减小了叶片之间的间隙，叶片增加了，但效率却没有提高。
风机的尺寸最好也要细心选择。如果风机的叶片太靠近外壳，则噪声的音量会大大提高。然而，如果风机太小，则为了获得相同的风量，它必须以更高的转速运行，这样就又增大了噪声的音量。试验表明，风机叶片的外端距外壳的内侧之间的距离应在1mm-20mm之间。风机的直径一般应为1-14cm，最好为2-8cm。
可以理解的是，如果风机的轴向厚度(深度)过大，则外壳变得过大，并且总电插座承受的力矩也过大。因此，风机的轴向厚度或深度也是很重要的，尽管它不如风机的直径相对风机的风量那么重要。因此，如上所述，风机的深度应当在1-5cm之间。
装置的外壳从装置的一个表面到与所用总插座相邻的相反的另一表面之间最好为5-15cm。两相反表面之间的距离，即装置的深度在1-15cm之间，较好的是在2-11cm之间，最好是在3-8cm之间。总电插座不能支承较大的装置，而双插座的布置会防碍相邻的插座，较小的插座不能有效地净化空气。
可以使用传统结构的电机，但它最好能在较长时间周期内连续运转。
除了可利用处理介质，如利用过滤器来过滤通过它的空气外，该装置还适用于通过向空气中散发某些组合物来处理空气。这些组合物可以包括芳香剂、臭味中和剂、芳香油、驱虫剂或杀虫剂。可以将这些组合物放在处理介质上或处理介质内，或利用该装置的另一种方式将它们散发到空气中。
附图说明
为了更好地理解本发明，现在将参照附图描述本发明的一个特定
实施例，其中：
图1是本发明一个实施例的空气处理装置的正视图；
图2是图1的空气处理装置的沿A-A线截取的剖视图；
图3是表示空气处理装置在打开前盖并将空气过滤器去除后的侧视图。
图4是沿图2的B-B线截取并朝与图1的正视图相反的方向看去的剖视图。
具体实施方式
图1是本发明一个实施例的空气处理装置的正视图。该装置设有一个外壳1，外壳的宽度约为8cm，高度约为14cm。外壳用ABS塑料制造。在外壳的前面设有一块具有进气口5和观察孔7的可滑动前盖3。进气口可允许空气进入该装置。处理介质，在本实施例中即过滤器33(图2)安装在盖的后面。从观察孔7可观察到过滤器，通过进气口5则不容易看到过滤器，至少在装置处于靠近地板的插座内时是不容易看到过滤器的。
参照图2，风机9设置在外壳1内。风机9具有叶片10和轮毂11。电机13设置在风机9的轮毂11内并直接驱动风机。
电机13通过电线17直接连接在标准转换装置15上，该转换装置又通过电线19连接在具有带电插头23、中性插头25和接地插头27的主插头21上。插头的布置和外壳后部的形状可随总插座的局部设计的不同而改变。例如在德国，在圆筒形插头内设置两根圆形插头。例如在英国，该装置是双重绝缘的，所以只需设置接地插头27。
装过滤器的腔室31位于风机9的前部并通过一个孔或多个孔41与风机室连通。过滤器33设置在腔室31内。为了在一个小外壳内增加过滤器的有效面积，过滤器33不制成平的。过滤器由一块安装在波纹基板37上的过滤材料35构成。该波纹基板37是用硬质塑料网制成的，其网孔的孔径为几毫米。为了提高稳定性，后基板39是用与波纹基板37相同材料制成的平板。波纹基板37固定在后基板39上，以对过滤器提供刚性支承。在过滤器的底部设置一块接片40，以便于卸除过滤器。
过滤材料35用静电过滤介质，如3M公司销售的静电过滤介质制成。尽管静电过滤器的网孔直径较大，但它能捕集粒径小于0.1μm的颗粒。这种过滤材料之所以具有这种功效，是由于它是用聚丙烯制成的，它在生产过程中充了静电并保存了这些电荷。任何小的颗粒在通过过滤器的网孔时都增大了偶极矩，于是它们被静电吸向网孔并粘到网孔上。另外一些颗粒被上述网孔收集，只有当捕集了过多的颗粒，由于网孔的孔眼直径减小而限制了气流通过网孔时过滤器才会失效。
前盖3可在图2所示的关闭位置与图3所示的开启位置之间滑动。当盖处于开启位置时，可通过拉接片40取出过滤器。该装置设有一个止动器43，用以使前盖保持在关闭位置。止动器43也能使前盖保持在开启位置。在本实施例中，止动器43包括一片弹性塑料45，在其一个端部具有一个小凹槽47，该凹槽适于与前盖内侧的凸起49相接合。
图4是风机的后视剖面图。箭头指示风机9的运动方向并表示出反向曲线叶片10的曲线与风机的运动方向相反。过滤的空气从设置在侧部的开口51中流出。为了保护使用者的手指和风机叶片10，开口51可由一些开口槽53构成(图3)。
在本实施例中的风机具有9个叶片。叶片的数量越多，风机必须产生有效风量的转速越低。风机采用12个叶片也是有效的。
电机由变压器15提供6伏的直流电；必须要仔细地选择电压，以提供理想的运转速度。
在本实施例中的风机的轴向厚度(深度)大约为3cm。这将以较低的风机转速提供足够的风量，但这一厚度不太大，从而不会使外壳太厚，以致于不能牢固地保持在插座上。
外壳从内部量大约有80mm宽。风机大约有68mm宽。风机叶片端部与外壳之间的间隙不会太小以致产生过大的噪声，另一方面，为了产生有效的净化效果，风机必须以高速运转，因此它不能太小。
在使用中，电机13以大约2500rpm的速度驱动风机。这样便在过滤器后面产生一个合适的低压区，使空气经空气进气口5流过过滤器。当使用静电过滤器时，空气的有效流速，即通过过滤器的工作面流速必须得到精确的控制。如果工作面流速太快，则没有时间将颗粒吸到过滤器的网孔上。相反，如果空气的流速太慢，则该装置甚至不能有效地净化一个小房间的空气。
风机可从左侧插入电插座内并连续运转。当运行超过几天或几个星期后，过滤器逐渐收集了越来越多的颗粒并开始堵塞。新的过滤器是亮白色，使用后它将变得越来越暗的黑灰色。用户通过观察孔7可看到过滤器已变得太脏，需要时可以更换过滤器。
在另一个实施例中，处理介质可以是气体物质的吸收剂或吸附剂，而不是过滤器。吸收剂或吸附剂可以是活性碳或氯化钙。这种处理介质可从家庭环境中去除恶臭的化合物。
这种处理介质也可适用于吸收汽车尾气，如臭氧、氮氧化物或硫化物、空气中的病菌或病毒。除了处理空气外，该装置还能适用于向空气中散布某些组分。

Claims (18)

1.一种空气处理装置，它适合于直接插在电插座内并由电插座支承，该装置包括：
一种处理介质；
一台风机，它用于使空气流过处理介质；
一台电机，它用于驱动风机；
一个外壳；以及
一组插头，与外壳相连并用于与插座内部相配合，以向电机供电；
其中风机包括一个用于容纳电机的整体式轮毂，以有助于通过电插座支承该装置，
其中该装置的尺寸应能使其通过将插头装配到电插座内来单独地得到支承；以及所述风机的轴向厚度在1-5厘米之间。
2.如权利要求1所述的空气处理装置，其特征在于，所述风机的轴向厚度在2-4厘米之间。
3.如权利要求1或2所述的空气处理装置，其特征在于，所述电机在使用中用于以低于每分钟3000转的转速驱动风机旋转。
4.如权利要求3所述的空气处理装置，其特征在于，所述电机在使用中用于以每分钟2000-2800转的转速驱动风机旋转。
5.如前述权利要求中的任一项所述的空气处理装置，其特征在于，还包括两根插头，与外壳相连并用于与插座内部相配合，以向电机供电。
6.如权利要求1-4中任一项所述的空气处理装置，其特征在于，还包括三根插头，与外壳相连并用于与插座内部相配合，以向电机供电。
7.如权利要求1-6中任一项所述的空气处理装置，其特征在于，所述处理介质是一种静电过滤器。
8.如权利要求7所述的空气处理装置，其特征在于所述静电过滤器具有波纹形状，以在不增加线性尺寸的情况下提高有效表面面积。
9.如权利要求1-6中任一项所述的空气处理装置，其特征在于，所述空气处理介质是一种气态物质的吸收剂或吸附剂。
10.如权利要求9所述的空气处理装置，其特征在于，所述气态物质的吸收剂或吸附剂是从活性碳或分子筛中选择。
11.如权利要求1-10中任一项所述的空气处理装置，其特征在于，所述空气处理介质是可更换的。
12.如权利要求1-11中任一项所述的空气处理装置，其特征在于，所述风机是一种反向曲线叶轮。
13.如权利要求12所述的空气处理装置，其特征在于，所述叶轮具有至少6个叶片。
14.如权利要求13所述的空气处理装置，其特征在于，所述叶轮具有8-12个叶片。
15.如权利要求1-14中的任一项所述的空气处理装置，其特征在于，所述外壳与风机叶片径向外端的间距为1mm-20mm。
16.如权利要求15所述的空气处理装置，其特征在于，所述外壳与风机叶片径向外端的间距在3mm-8mm之间。
17.如权利要求15或16所述的空气处理装置，其特征在于，所述外壳在与靠近总插座表面相反的装置表面上的宽度在5cm-15cm之间。
18.如权利要求1-17中的任何一项所述的空气处理装置，其特征在于，还包括一个用以驱动电机的变压器，工作时它位于风机上方。
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