CN112696768A - 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、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、在所述顶部上且在工作状态下背对地面的顶部空气入口和位于所述侧表面上的空气出口，并且其中所述空气入口包括用于使环境空气中携带的颗粒电离的离子发生器。

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

EP 0 646 416(Trion Inc)公开了一种双极静电过滤系统，其包括负高压源(4)、正高压源(5)、布置在系统下游端的过滤器(2)和布置在过滤器上游的离子发生器(1)。离子发生器包括连接到负高压源的第一组电离线、连接到正高压源的第二组电离线以及循环时间继电器(cycle time relay)以交替地用负高压源激活第一组电离线和用正高压源激活第二组电离线。过滤方法还包括，通过在离子发生器的下游设置介质过滤器，使待过滤的流体依次通过离子发生器和过滤器，用负高压使通过离子发生器的颗粒物质带负电，在第二周期期间通过用正高压激活离子发生器使通过离子发生器的颗粒物质带正电，并重复地在第一周期和第二周期之间反复循环。

EP 1 433 514(Samsung Electronics)公开了一种空气清洁设备，其具有易于从机柜拆卸和安装的吹风单元和过滤单元，使得该空气清洁设备易于被清洁。空气清洁设备中包含的机柜可用作桌子。机柜具有预定面积的顶面板，在其底部开放，并且在其至少一个侧壁上设置有空气出口端口。风机外壳安装在机柜中以沿水平方向从机柜抽出。吹风机安装在风机外壳内以将空气移动至空气出口端口。过滤器外壳安装在风机外壳之下以沿水平方向从机柜抽出，且过滤器外壳内安装至少一个过滤器。

US 2005/160907(Zhang Zhiqun)公开了一种用于过滤空气中的颗粒的过滤系统。多个点电离源位于气流通道的周边附近，并被定向成在气流通道附近在多个点电离源中每一个相应的电离源大致上游的方向产生离子。颗粒收集表面在多个点电离源的下游方向位于气流通道内。颗粒收集表面沿相对于地面的相反方向静电带电，其与离子的电荷不同。离子阱在多个电离源和颗粒收集表面之间位于气流通道内。与颗粒收集表面和离子相比，离子阱是相对电中性的。

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，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、位于所述顶部且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，并且其中所述空气入口包括使环境空气中携带的颗粒电离的离子发生器。

具体实施方式

我们惊讶地发现，将空气净化器顶部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。这通过在顶部的空气入口处设置离子发生器得到了特别的增强，因为环境空气以促进更大循环的方式被电离。特别地，它允许改善灰尘聚集和在净化器周围的循环，这具有允许改善过滤，而不仅仅提高风扇速度且因此增加能量消耗的附加益处。

离子发生器设置在净化器的外部，从而改善家庭灰尘颗粒从环境空气的过滤。

在净化器也包括基部处的空气入口的情况下尤其是如此，因为在该空气循环模式下空气变成围绕装置的涡旋。

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。

优选地，空气净化器包括提升到净化器上方的板。优选地，该板被提升到净化器的顶表面之上，并通过至少一个杆或支架保持在顶表面之上，使得空气可以流入净化器顶部的空气入口中，或者如果顶表面存在空气出口而非空气入口，可以通过空气出口流出。

更优选地，该装置包括尺寸设计为基本上叠加在净化器的顶部上的板。这种叠加有助于聚集的家庭灰尘颗粒在装置周围的空气流动。它还为消费者提供了用于提供桌面的方便装置。

优选地，外部离子发生器设置在板下方。更优选地，离子发生器设置在净化器的顶部(但是在任何存在的板的下方)。将外部离子发生器放置在装置的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。随着它们变得越来越聚集，它们更容易在装置产生的空气循环模式中被捕获且因此更容易被过滤。

外部是指离子发生器设置在装置的外面而非内部。以这种方式，离子发生器能够电离净化器附近的环境空气，而不是物理通过净化器的空气。我们惊讶地发现，使环境空气电离改善家庭灰尘颗粒的聚集，其方式有助于它们进入空气净化器中。一旦这些聚集的家庭灰尘颗粒进入净化器，它们也更容易被去除，因为它们比常规的未聚集灰尘颗粒大得多。这意味着可移除的颗粒过滤器可能较不致密，且因此在使用过程中表现出较低的压力降。这也意味着气流速度可以降低，且因此装置使用较少的能量。

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。在这两种情况下，电离允许较不致密的过滤介质和低空气(风扇)速度。

在装置包括内部离子发生器的情况中，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。这意味着灰尘颗粒可能发生两次电离事件，一次作为单独的家庭灰尘颗粒和一次作为聚集的灰尘颗粒。

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使用较少的能量达到相同的净化性能。

优选地，基部由仅被所存在的保持装置在工作状态中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。能够周向地吸取空气对于实现所需的空气流动循环特征是重要的。优选地，底部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，空气出口基本上为正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也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正方形或矩形，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。

优选地，空气净化器包括至少一个可移除的颗粒过滤器、风扇或叶轮以及用于驱动所述风扇或叶轮的发动机、顶部和与之相对的基部以及空气入口和空气出口，其中所述离子发生器当处于工作状态中时基本上设置于所述顶部之上。这具有额外的优势，即使净化器上方环境空气中的家庭灰尘颗粒聚集意味着聚集的颗粒更容易被吸入净化器中，因为它们不仅受到空气流的影响，还受到重力的影响。因为聚集的家庭灰尘颗粒比未聚集的颗粒更有高得多的可能被吸入净化器中。因此，设计者设计了一种空气净化器，其在过滤家庭灰尘方面效率高得多。

优选地，空气净化器包括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、空气入口和空气出口，其中所述空气入口位于所述基部上并在工作状态下面向地面。

此外，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的情况中，其被称为防戳装置，但实质上与预过滤器相同。

在空气净化器包括一对空气入口的情况中，优选地，净化器还包括用于每个入口的气流室。每个气流入口还优选包括其自身的可移除的HEPA颗粒过滤器。在这种设计中，净化器可能还包括用于每个室的风扇或叶轮，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HEPA过滤器之后。

本发明的净化器还包括风扇或叶轮。风扇可以是轴流式风扇，但优选的是，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，使得它们被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，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的至少20％。更优选地，腿沿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，则在使用中地面和空气入口之间没有相应的湍流。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，并且湍流变得太大和消除了通过该设计获得的任何优势。

在优选的实施方案中，顶部也包括空气入口。这进一步改善了净化器所存在的整个房间内的空气循环。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，其以使用较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。这种涡旋极大地有助于装置所在房间内的空气循环。这也意味着空气净化器也起到通风辅助的作用，而在风扇速度和能量方面没有任何增加。

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存在的整个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。当出口设置在超过一个侧表面上时，优选地，出口设置在相对的表面上。

优选地，可移除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)的空气净化器的横截面。底表面(3)具有孔(4)，当风扇(6)将环境空气吸入装置中时，孔(4)用作空气入口。孔空气入口(4)由防戳过滤器(5)保护。该装置还具有顶表面(2)上的空气入口和相关的电离组件(40)以电离净化器外部的空气。

该装置还包括可更换的颗粒HEPA过滤器(7)，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。

这种构型不会阻碍空气流动，因为空气可以经过脚并进入空气入口中。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)通过顶部和基部上的孔吸入并进入装置中。空气通过在离子发射器(30)和离子接收器(31)之间产生的离子云(32，示意性显示)被吸入。它通过侧面的出口(8)排出。在该实施方案中，空气也通过装置顶部的孔吸入，从而在通过基部吸入的空气和通过顶部吸入的空气之间产生协同气流。

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)保持在地面之上，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 (9)

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、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、在所述顶部上并且在工作状态下背对地面的顶部空气入口和位于所述侧表面上的空气出口，并且其中所述空气入口包括用于使环境空气中携带的颗粒电离的离子发生器。

2.根据权利要求1所述的空气净化器，其特征在于还包括内部离子发生器。

3.根据前述权利要求中任一项所述的空气净化器，其特征在于包括预过滤器，所述预过滤器不是HEPA过滤器。

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

5.根据前述权利要求中任一项所述的空气净化器，其特征在于包括设置在所述基部上并且在工作状态下面向地面的基部空气入口。

6.根据前述权利要求中任一项所述的空气净化器，其特征在于用于提升所述基部的装置包括腿。

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，并且其中所述空气出口设置在一个侧表面上。

8.根据权利要求7所述的空气净化器，其特征在于包括一对相对的空气出口，位于相应的侧表面上，空气由一对相对的风扇或叶轮驱动通过所述空气出口。

9.根据前述权利要求中任一项所述的空气净化器，其特征在于包括提升到所述净化器的其余部分之上的基本上平坦的板。

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