CN112696766A - 空气净化器 - Google Patents

Abstract

一种空气净化器，其包括至少一个可移除的颗粒过滤器、风扇或叶轮和用于驱动所述风扇或叶轮的发动机、顶部及与之相对的基部和用于将所述基部从地面提升的装置、连接所述顶部和基部的至少一个侧表面、设置在所述基部上并在工作状态下面向地面的基部空气入口、位于所述顶部上并在工作状态下背对地面的顶部空气入口以及位于所述侧表面上的空气出口。

Description

空气净化器

技术领域

本发明涉及一种改进的空气净化器。

背景技术

CN104014204A(黄月媚)公开了一种空气净化器，其包括主体壳以及分别连接在主体壳顶部和底部的顶机壳和底机壳，且它还包括从上向下依次连接在主体壳内的中央分流板、侧导风板、第二过滤网、气态过滤网、风机箱、蜂窝整流板和第一过滤网；其中第二过滤网、气态过滤网、风机箱、蜂窝整流板和第一过滤网构成一个整体气密结构；中央分流板与顶机壳的内壁固定地连接，V形截面的出风通道由中央分流板与连接于主体壳内侧壁的侧导风板构成，使得垂直气流分配成平行气流和然后以分流方式排出。

CN106051938A(沈阳建筑大学)公开了一种空气净化系统，其包括机壳，过滤组件和风机装设在机壳中。机壳的前端面设有可拆卸的前面板。机壳的两侧设有侧部进风口。机壳的底部设有近地进风口。机壳的顶部设有出风口。过滤组件由外至内依次包括粗过滤板、微过滤板、活性过滤板和冷触媒过滤板。冷触媒过滤板的板体上形成多边形的贯通孔。冷触媒过滤板的前端面和后端面以及贯通孔的孔壁上均涂覆有冷触媒涂层。活性过滤板包括设有贯通的蜂窝孔的板体，板体中的蜂窝孔填充有由活性炭和高吸附容量的活性炭吸附物质组成的活性吸附物质，且板体的前端面和后端面对应设置有防脱网。

CN108626809A(苏州绿田电子科技有限公司)公开了一种立式空气净化器，其包括底座、上壳体和下壳体。该发明设计了一种立式空气净化器。下壳体通过支撑架可拆卸地连接在空气净化器的底座上方，上壳体和下壳体通过支撑柱可拆卸地连接，底座呈喇叭状，在底座的支撑架下方的位置安装有蓄电池，蓄电池周边设有控制面板和充电插座，下壳体和上壳体的结构对称设置，空气入口和空气出口由网格结构形成，上壳体和下壳体为圆筒形结构，且上壳体的空气出口和下壳体的空气出口相对设置以加速空气对流。

US4526592A(Armbruster)公开了一种用于房间或其他封闭空间的空气循环器和空气过滤装置，该空气循环器和空气过滤装置被支撑在地板和天花板中间的房间或其他封闭空间的角落中，并且包括向上开口的顶部空气入口和向下开口的底部空气入口，每个入口包括过滤器组件和用于沿总体平行于并邻近于交叉以形成安装空气循环器的角落的壁的路径水平地排放空气的一对排放出口。空气循环器包括单个发动机及由发动机驱动的上和下风机组件，上风机组件仅与上空气入口连通并向一个空气出口排放且下风机组件仅与底部入口连通并向另一个出口排放用于保持沿房间的每一交叉壁排放基本恒定且相等的空气量而使空气在整个房间内有效循环，并基本消除房间内的温度分层。每个空气入口过滤器组件包括泡沫预过滤器和活性炭过滤器用于清洁和净化所循环的空气。

US20090038480A(Hamilton Beach Brands)公开了一种从空气中去除颗粒或污染物的空气净化器，包括具有空气入口、空气出口和穿过其中的空气流动路径的底座。叶轮推动空气进入空气入口，通过空气流动路径并流出空气出口，且发动机驱动叶轮。发动机和叶轮支撑在底座内。可折叠空气过滤器与空气出口流体连通，并可拆卸地安装在靠近空气出口的底座的外表面上。

US20140331622A(Procter和Gamble)公开了一种用于过滤空气的装置，其包括底座、功能性地附接到底座的风扇、可释放地附接到底座的空气过滤器以及基本上不透气的外套管。

尽管存在以上现有技术，但仍然需要改进的空气净化器，尤其是改善环境空气的循环而不仅仅增加了风扇速度并因此增加能量消耗的空气净化器。

发明内容

家庭灰尘是一个普遍问题，且提出了与其他形式的颗粒状污染不同的挑战。家庭灰尘主要由人的皮肤和毛发组成，且其足够重以在没有或只有很少空气流动时沉降。因此，家庭灰尘是大到足以可见的少数污染物之一，尤其是当其沉降在表面上时。当沉降的灰尘受到干扰时，它聚集并形成更明显的问题。

因此，专门针对目标灰尘聚集设计的空气净化器对消费者特别具有吸引力。

因此，在第一方面，提供了一种空气净化器，其包括至少一个可移除的颗粒过滤器、风扇或叶轮和用于驱动所述风扇或叶轮的发动机、顶部以及与之相对的基部和用于将所述基部从地面提升的装置、连接所述顶部和基部的至少一个侧表面、设置在所述基部上并在工作状态下面向地面的基部空气入口、位于所述顶部并在工作状态下背对地面的顶部空气入口以及位于所述侧表面上的空气出口。

具体实施方式

我们惊讶地发现，将空气净化器的基部上以及顶部上的空气入口与侧面的空气出口结合在一起有助于空气循环，其方式有利于净化器的整体空气净化性能。特别是，它允许改善净化器周围的空气循环，这具有允许更多的循环而不仅仅是增加风扇速度且因此增加能量消耗的额外益处。

据认为，将空气入口设置在基部上且其方式使得该入口在工作状态中时面向地面导致当空气被风扇或叶轮吸入装置中时在基部和地面之间的压力累积。这在基部和净化器所在的地面之间产生一定程度的湍流，且由此增加了家庭灰尘颗粒的聚集。这意味着去除家庭灰尘更有效，并且可以降低风扇或叶轮的速度以在相同的净化性能下使用更少的能量。

优选地，基部由仅被所存在的在工作状态中保持装置离开地面的任何腿或支架中断的周边限定。在这样的实施方案中，装置可以从基部四周抽取空气，并且不限于任何一个特定方向。能够沿周向地吸取空气对于实现所需的空气流循环特征是重要的。优选地，底部上的空气入口基本上是圆形的，以便于从所有方向均匀地抽吸空气。类似地，出于同样的原因，优选的是顶表面上的空气入口基本上是圆形的。

优选地，空气出口基本上为方形或矩形以提供来自装置的定向空气流。更优选地，其上设置有空气出口的侧壁再次基本上是平面的以促进均匀的空气流并减少来自装置的分散空气流。优选地，侧壁上的空气出口形状为方形或矩形，并在顶表面和底表面之间的假想线的任一侧延伸。这意味着空气基本上从装置的中心而不是从顶部或基部排出装置。具有朝向顶部或底部的侧空气出口的类似装置不会以相同的方式运行，因为产生的空气涡旋不会是基本上均匀的且因此空气扰动不会得到优化。

优选地，空气出口在顶部和基部中间的假想线的上方和下方延伸，并在侧表面上延伸至顶部和基部之间平均距离的至多30％，更优选地，延伸至顶部和基部之间侧表面长度的至多50％，特别地至多60％，和最优选地至多76％。

类似地，优选的是空气出口在侧表面上前部和后部中间的假想线的任一侧延伸至前部和后部之间平均距离的至多30％，更优选前部和后部之间侧表面上平均距离的至多50％，特别地至多60％，和最优选至多76％。

在最优选的实施方案中，该装置包括位于装置的顶部上以及底部上的空气入口和侧面上的一对相对的空气出口。空气入口基本上是圆形和平面的，且空气出口基本上是平面的和基本上是矩形或正方形形状。

通过这种设计产生的空气循环有助于家庭灰尘颗粒的聚集，并且使得更容易夹带(entrain)所述聚集的颗粒，尤其是在较低的风扇速度设置下以及使用较低致密的颗粒过滤介质时。

待净化的空气通过至少一个空气入口从环境进入净化器中。优选地，至少一个空气入口被预过滤器部分地占据。

预过滤器是具有低空气阻力且也用作防戳装置(poke guard)的过滤器，从而防止用户接触蜗形或叶轮组件。预过滤器无意在空气净化方面发挥任何重大作用。它们不具备专用颗粒过滤器的空气阻力或颗粒夹带能力。优选地，预过滤器不是HEPA过滤器。在预过滤器设置在空气出口处或其附近时，其被称为防戳装置，但实质上与预过滤器相同。

优选地，用于提升所述基部的装置包括腿或支架，并且可以存在在工作状态下将基部支撑离开地面所需的数量。优选地，当从装置的前部观察时，用于提升基部的装置将基部支撑离开地面达到入口平均宽度(或其为圆形时，圆周)的至少20％。更优选地，腿围绕基部的周边和在空气入口周围与空气入口间隔开。如果净化器在使用过程中保持离地过高，则没有相应的湍流效应。此外，如果装置保持离地面太近，则将空气吸入装置中所需的压力太大，并且气流和地面之间的摩擦消除了通过该设计获得的任何优势。

在优选的实施方案中，装置的顶部还包括额外的空气入口。这进一步改善了净化器所在房间内的空气循环。在这种实施方案中，环境空气从空气净化器的顶部和底部吸入，被清洁，和然后从侧面排出。这产生了一种特殊的空气循环模式，其以使用更少能量和产生更少风扇/叶轮噪音的方式极大地增加了空气循环。实际上，在顶部空气流和基部空气流之间产生了协同作用，因为每一个空气流从装置的相对侧吸入空气，但又以相同的方向将其排出。这形成涡旋，其极大地有助于装置所在房间内的空气循环。然而，真正的优势在于，这意味着家庭灰尘更容易从环境空气过滤掉，因为它在装置周围的气流中聚集且因此更容易被吸入装置中。

这种循环在空气净化器的情况中是不常见的，因为通常避免这种循环模式以净化更大量的空气。通常，空气净化器，如引言中举例说明的，被设计成从侧面或底部吸入空气并通过顶部排出以便于接触更大量的环境空气。本文所述的装置回避了这种设计以提供对聚集的家庭灰尘颗粒的改进的过滤。

优选地，所述空气出口位于所述侧表面上。优选地，出口设置在基本上垂直于基部上的入口的平面的平面内，并且在存在时，也垂直于顶表面上的空气入口的平面。这极大地有助于空气在净化器所在的房间中更有效地循环。

优选地，所述顶部和基部为矩形或正方形形式，并且包括连接所述顶部和基部的四个侧表面，并且其中空气出口设置在至少一个侧表面上。当出口设置在一个以上的侧表面上时，优选地，出口设置在相对的侧表面上。最优选地，当从正面观察时，该装置包括两个相对的侧表面，并且两个侧表面都包括空气出口。因此，当从正面观察时，空气从基部(且优选地也从顶部)吸入，并通过相对的侧面排出。在这种实施方案中，与其他设计相比，空气流循环得到改善。这是因为空气流以在圆柱形净化器中看不到的方式被引导(vectored)。特别地，由于空气出口被限制在相对侧面，空气循环涡旋的垂直分量得到了改善，并且由于空气出口的相对朝向的布置，它们以更具通道性(channelled)的方式排出，使得空气从净化器延伸得更远。相反，圆柱形结构会以更周向地扩散的方式喷射空气，从而减少所产生的任何涡旋的大小和影响。这对于搅动净化器周围的灰尘尤其重要。它还提高了空气净化效率，因为用于过滤的表面积更大。当将空气至装置中的周向吸入与空气的引导喷射相结合时，这一益处尤其明显。所形成的涡旋提供了高效的空气净化，尤其是灰尘的净化，而不会将空气强烈吹向用户。

此外，这种形式的装置允许用户在家庭环境中更容易地选择空气流。用户通常不喜欢感觉空气在他们周围流动。在空气出口沿所有方向弱扩散空气的圆柱型装置中，这是不可能的。

在空气净化器包括一对空气入口的情况中，优选地，净化器还包含用于每个空气入口的气流室。每个空气流入口还优选包括其自身的可移除的颗粒过滤器，优选地HEPA过滤器。在这种设计中，净化器还包括用于每个室的风扇或叶轮是可能的，但也可能净化器仅包含一个风扇，并且这是在空气流动方向上可移除的颗粒过滤器之后。

在这种实施方案中，空气净化器包括一对空气流导管，每个空气流导管包括空气入口、风扇或叶轮、可移除的颗粒过滤器和空气出口。优选地，每个空气导管的风扇或叶轮由单个发动机提供动力。

本发明的净化器还包括风扇或叶轮以推动环境空气通过该装置。风扇可以是轴流式风扇，但是优选地，风扇是径流式风扇。

在净化器包括一对气流室的情况中，优选地“风扇”包括一对相反定向的风扇，更优选为径流式风扇，使得它们作为一个单元提供动力，但起到从相反方向吸入空气和从相反方向排出空气的作用。当需要超过一个气流室时，这是一种更高效的风扇架构。

在该装置包括位于相对侧表面上的一对空气出口的情况中，优选的是风扇或叶轮设置成使得它们的旋转轴基本指向相应的空气出口，从而空气从风扇流向出口而没有任何的方向改变。

优选地，空气净化器包括离子发生器。优选地，离子发生器包括电晕放电尖端和接收电极。当电晕放电尖端受到适当的电压时，其在尖端和接收或接地电极之间产生离子场。

离子发生器可以设置在所述净化器的内部或外部。在离子发生器设置在所述装置的外部的情况中，优选地将其设置在装置的顶部。将外部离子发生器设置在装置顶部意味着家庭灰尘颗粒在通过空气落向地面时发生电离，且因此更有可能聚集，因为它们变成带电的。随着它们变得更聚集，它们在装置产生的空气循环模式中更容易被捕捉，从而更容易被过滤。

在离子发生器设置在装置内部的情况中，优选的是其在空气流动方向上位于可移除的颗粒过滤器之前。

优选地，该装置包括内部离子发生器和外部离子发生器。外部离子发生器有助于家庭灰尘颗粒的聚集，而内部离子发生器有助于通过可移除的颗粒过滤器捕获聚集的灰尘颗粒。在这两种情况中，电离允许较不致密的过滤介质和低空气(风扇)速度。

优选地，空气净化器包括提升到所述顶部之上的板。这种板可以用作桌面以允许装置在家庭环境中形成家具的部分。优选地，板被提升到净化器的顶表面之上，并由至少一个杆保持在顶表面之上，使得空气可以流出空气入口(在存在的情况中)，并在顶表面和板之间，进入所述杆周围的环境空间中。

优选地，可移除的颗粒过滤器是高效颗粒空气(HEPA)过滤器。应当理解，虽然空气净化器的过滤器部分是其功能的关键部分，但空气净化器通常并不与过滤器一起原位(inplace)制造。它们实际上总是单独制造，且最重要的是通常由不同于空气净化器本身的制造商的商业企业制造。过滤器制造商通常为不同制造商生产的不同空气净化器型号制造过滤器。颗粒过滤器应与预过滤器或存在的任何灰尘过滤器相反。预过滤器和灰尘过滤器不被视为HEPA过滤器，因为它们不具有HEPA过滤器所展示的颗粒捕捉能力。

现在将参考以下非限制性附图描述本发明的实施方案，其中：

图1显示了具有侧壁(1)、顶表面(2)和底表面(3)的空气净化器的中间截面。顶表面(2)和底表面(3)具有孔(4a和4b)，当风扇(标记的)将空气从环境吸入装置中时，该孔用作空气入口。孔式空气入口(4a和4b)由防戳过滤器(poke filter)(5a和5b)保护。

该装置还包括一对可更换的颗粒HEPA过滤器(7a和7b)，当空气被风扇移向出口孔(8)时，空气必须通过该过滤器。这些出口(8)填充有另外的防戳装置(9)以防止用户轻易进入装置内部并对装置或其自身造成损伤。

净化器的内部形成两个不同的气流室(A和B)，其中通过空气入口(4a)和HEPA过滤器7a吸入装置中进入室A中，并通过空气入口(4b)和HEPA过滤器(7b)进入室B中。隔离壁(11)分隔室A和B并也将风扇保持处于中心布置。

该装置在使用中通过腿(10)保持离开地面。

图2是示意图且示出了本发明的实施方案如何循环空气。装置通过腿(10)保持离开地面。空气由风扇(未示出)通过基部上的孔吸入并进入装置中。它通过侧面上的出口(8)排出。在该实施方案中，空气也通过装置顶部的孔(18)吸入，从而在通过基部(4)吸入的空气和通过顶部吸入的空气之间产生特别人为的空气流。

图3是根据本发明的装置的透视图。图中所示为位于腿(10)上的净化器以保持装置离开地面，并允许在使用过程中空气从装置下方吸入。

顶部存在空气入口(4a)，空气通过该空气入口由风扇吸入。基部(3)上也存在未示出的入口，其从装置下方吸入空气。侧壁(1)没有空气出口，而侧壁(20)有空气入口(8)，并且其由防戳装置保护。

该装置还具有桌面(21)，消费者可以使用该桌面放置家用装饰或功能性物品。支架还搅动被吸入装置中的空气，从而改善环境空气中灰尘颗粒的聚集。

在图4中，我们看到了相同的装置，但是从正面观看的。因此，侧壁(20)上的空气出口不可见。基部(3)保持在地面上方，其量与空气流的最佳搅动且因此环境空气中灰尘颗粒的最佳搅动相称。

图5是该装置的底视图，且示出了腿(10)和由预过滤器或防戳装置保护的圆形空气入口(4b)。

图6是没有桌面物品(21)的相同装置的俯视图，以显示顶部(2)上的空气入口的配置。空气入口设计上为圆形的以便于从所有方向均匀地吸入空气。

图7是类似实施方案的侧面的示意图，其中可以看到空气出口(8)，其是矩形的并由防戳装置保护。空气出口在侧面轮廓上与装置具有基本相似的形状。

Claims (10)

1.一种空气净化器，其特征在于包括至少一个可移除的颗粒过滤器、风扇或叶轮和用于驱动所述风扇或叶轮的发动机、顶部及与之相对的基部和用于将所述基部从地面提升的装置、连接所述顶部和基部的至少一个侧表面、设置在所述基部上并在工作状态下面向地面的基部空气入口、位于所述顶部上并在工作状态下背对地面的顶部空气入口以及位于所述侧表面上的空气出口。

2.根据权利要求1所述的空气净化器，其特征在于所述出口包括预过滤器。

3.根据权利要求1或2所述的空气净化器，其特征在于用于提升所述基部的装置包括腿或支架。

4.根据前述权利要求中任一项所述的空气净化器，其特征在于所述顶部和基部为矩形或正方形形式，并且包括连接所述顶部和基部的四个侧表面，且其中所述空气出口设置在一个侧表面上。

5.根据前述权利要求中任一项所述的空气净化器，其特征在于包括离子发生器。

6.根据权利要求5所述的空气净化器，其特征在于所述离子发生器设置在所述净化器的外部，使得其使所述净化器外面的空气电离。

7.根据前述权利要求中任一项所述的空气净化器，其特征在于包括提升至所述顶部之上的支撑板。

8.根据前述权利要求中任一项所述的空气净化器，其特征在于所述可移除的颗粒过滤器是HEPA过滤器。

9.根据前述权利要求中任一项所述的空气净化器，其特征在于包括一对空气流导管，每个空气流导管包括空气入口、风扇或叶轮、可移除的颗粒过滤器和空气出口。

10.根据权利要求9所述的空气净化器，其特征在于每个空气导管的风扇或叶轮由单个发动机提供动力。

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