CN204513596U - 室内和室外空气双净化空气净化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及室内空气净化技术领域，尤其是涉及空气净化装置。该净化装置同时能对室外进入室内空气净化和对室内空气净化，是基于物联网的空气净化装置。包括：外壳、吸气过滤通道、室内换气通道、连接结构和过滤机构、风路切换组件、智能控制模块；外壳呈长条状，用于固定在门窗窗体上；通过风路切换组件的切换，吸气过滤通道分别与室外空气、室内空气连通，通过过滤滤芯组对室外进入室内空气和室内空气进行净化。风路切换组件可控制风路流向，将净化装置设为纯室外空气净化状态、纯室内空气净化状态、室内和室外空气同时净化状态、滤网自洁状态、排气换气状态。切换过程通过智能控制模块完成复杂切换。

Description

室内和室外空气双净化空气净化装置

技术领域

本实用新型涉及室内空气净化技术领域，尤其是涉及空气净化装置。

背景技术

空气净化器又称空气清洁机、空气清新机或者净化器，是指能够吸附、分解或者转化各种空气污染物，例如粉尘、花粉、异味、甲醛之类的装修、细菌、过敏原等等，有效提高空气清洁度的器械。

空气净化器起源于消防用途，1823年，约翰和查尔斯·迪恩发明了一种新型烟雾防护装置，可使消防队员在灭火时避免烟雾侵袭。1854年，一个名叫约翰斯·滕豪斯的人在前辈发明的基础上又取得新进展：通过数次尝试，他了解到向空气过滤器中加入木炭可从空气中过滤出有害和有毒气体。

二战期间，美国政府开始进行放射性物质研究，他们需要研制出一种方式过滤出所有有害颗粒，以保持空气清洁，使科学家可以呼吸，于是HEPA过滤器应运而生。在20世纪50、60年代，HEPA过滤器一度非常流行，很受防空洞设计和建设人员欢迎。

进入20世纪80年代，空气净化的重点已经转向空气净化方式，如家庭空气净化器。过去的过滤器在去除空气中的恶臭、有毒化学品和有毒气体方面非常好，但不能去除霉菌孢子、病毒或细菌，而新的家庭和写字间用空气净化器，不仅能清洁空气中的有毒气体，还能净化空气，去除空气中的细菌、病毒、灰尘、花粉、霉菌孢子等。

目前，空气净化器已经有了多种不同的设计制作方式，并且每一次技术的变革都为人们室内空气品质的改善带来显著效果。而这一切目的只有一个：希望能净化室内空气来提高人们的生活质量。

现有的空气净化器多采为复合型，即同时采用了多种净化技术和材料介质，均是放置在室内使用。形式为从室内吸入空气，将过滤后的空气排入室内。使用时需关闭门窗，但关闭上门窗后，就无法将室外空气引入至室内，而使室内二氧化碳含量增高、氧气含量降低，空气质量反而降低。当前环境污染严重，开窗通风，室外雾霾进入室内，室内空气净化器同样失去了效用。

为了满足室内外空气能够随时进行交换，办公环境下安装了中央空调，中央通风系统，该系统比较庞大，价格高昂，安装复杂，不适合家庭使用。

相关技术中的窗式空气净化器，发源于通风器，主要目标是防蚊虫、隔音、隔热，其核心思路还是奖室外空气吸入室内，避免蚊虫和噪音对室内影响。包括壳体和过滤纸，壳体的一面设置有进气口，另一面设置有出气口；过滤纸设置在壳体内，且过滤纸位于进气口和出气口之间。将壳体安装在窗体上，进气口的一面朝向室外，出气口一面朝向室内。这样，室外的空气就可以通过进气口，再通过过滤纸过滤后，从出气口进入室内，从而即保证了室内空气通常。

但是，相关技术中的窗式空气净化器，仅能对室外空气进行粗滤，难以应对PM2.5、工业废气污染；不能对室内已有空气净化，需要另行购买室内净化器造成额外投入。同时，滤芯更换不方便，给用户造成很大负担。

用户在使用过程中常常忘记更换滤芯或者不知道何时该更换滤芯，造成净化器滤芯长期使用，净化效果变差，甚至二次污染。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供空气净化装置，以解决现有技术中存在的不能同时净化室内和室外进入室内空气净化，安装复杂工程量大，滤芯更换复杂、不知何时换芯等问题。

本实用新型提供的空气净化装置，包括：外壳、室内空气换气通道、吸气过滤通道、过滤机构、风路切换组件、智能控制模块。

外壳内部设有吸气过滤通道、室内空气换气通道，两通道呈U形连通；

进一步地，外壳设有室外空气进气口，与吸气过滤通道、室内空气换气通道连通；

进一步地，风路切换组件由进气口挡板、风向调节挡板、两室隔断挡板组成；

进一步地，室外空气进气口、吸气过滤通道、室内空气换气通道连通由风路切换组件的进气口挡板、风向调节挡板、两室隔断挡板组合控制；通过挡板控制，可形成仅进气口与吸气过滤通道连通(纯室外空气净化状态)、仅室内空气换气通道与吸气过滤通道连通(纯室内空气净化状态)、进气口与室内空气换气通道同时与吸气过滤通道连通(室内外同时净化状态)、室内空气换气通道与进气口连通且将风引向滤网(滤网自洁状态)、室内空气换气通道与进气口连通直接排气换气(排气换气状态)。从而达到一机多用目的，同时做到对室内空气净化和对室外进入室内空气净化。

进一步地，吸气过滤通道中由金属滤网层、活性炭层、HEPA可有效过滤空气中的可有效过滤PM2.5、粉尘、花粉、异味、甲醛、工业废气等有害物质，提升了净化能力。

进一步地，室内空气换气通道由金属滤网层、活性炭层、风机组组成，将室内空气抽向吸气过滤通道，通过吸气过滤通道中滤芯 进行空气过滤。同时，防止室内空气换气通道与室外空气进气口直接连通时，室外污染空气倒灌污染室内空气。

进一步地，室内空气换气通道内设的风机组和风路切换组件中风向调节板共同构成滤网自清洁结构，利用空气对吸气过滤通道中的金属滤网和室外进气口滤网进行清洁。

进一步地，室内空气换气通道中的过滤机构、风机组、负离子发生器、百叶装置处于U形套筒壳中，与外壳通过卡扣连接。

进一步地，室内空气换气通道中过滤机构、风机组、百叶装置处于U形套筒壳中，与外壳通过卡扣连接。

进一步地，U形套筒从空气净化装置外壳中抽出方便更换滤芯、风机组。

进一步地，吸气过滤通道和室内空气换气通风机组空气流出位置设有空气流量传感器。

进一步地，空气净化装置中设有智能控制模块，智能控制模块记录不同风机转速下风速的变化情况，当同风速下风机转速达到一定阀值，或者同一转速下风速低于一定阀值，可以预警用户更换或者清洗滤芯。

进一步地，智能控制模块由智能芯片、无线通讯模块组成、可插拨扩充模块组成；智能芯片中嵌入程序，协调控制空气净化装置内的传感器、风机、电磁继电器、风机组件，完成风路切换、出风口风向切换、风速和风量控制。

进一步地，本实用新型空气净化装置嵌在门窗框中，不需要在墙上打洞，不需要安装复杂管线，只需要去除部分玻璃，将空气净化装置固定在门窗框上即可完成安装，安装简单方便，工程量微小。

进一步地，外壳上设有L形活动夹紧装置，实际应用中窗框和玻璃厚度尺寸不一，通过L形活动夹紧装置根据窗枉厚度、玻璃厚度调整夹紧距离，适用于不同厚玻璃窗安装。

进一步地，外壳为防雨结构，U形外壳窗外部分，外壳进一步延伸到窗外，外壳上部和窗框形成密合体，防止雨水进入室内

空气净化装置室外进气口安装室外，室内进气口在室内，实现室外空气进入室内净化和室内空气净化同时进行的目标，达到一机多用目标。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的空气净化装置的室外空气和室内空气同时净化状态内部结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的空气净化装置的纯室外空气净化状态内部结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的空气净化装置中的纯室内空气净化状态结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的空气净化装置中的滤网清洁状态结构示意图。

图5为本实用新型实施例提供的空气净化装置中的排气换状态结构示意图。

图6为本实用新型实施例提供的换气通道、吸气过滤通道、室外进气口可能的变形示意图。

附图标记：

1-吸气过滤通道；  2-室内空气换气通道；    3-风路切换组件；                         

11-金属粗滤网     12-金属细滤网；     13-活性炭层；

14-HEPA层；       15-风机组；         16-百叶装置；

17-U形套筒；      171-卡扣；          18风速传感器；

19-活动玻璃夹     21-百叶装置；       22-金属细滤网；

23-活性炭层       24-风机组；         25-风速传感器；

26-U形套筒；      261-卡扣；          27-活动窗框夹；

31-进气口挡板；   32-风向调节挡板；   33-两室隔断挡板

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连 接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

图1到图5为本实用新型实施例提供的空气净化装置的五种状态下(包括：纯室外空气净化状态、纯室内空气净化状态、室内外同时净化状态、滤网自洁状态、排气换气状态五种状态)内部结构示意图；

如图整个壳体由吸气过滤通道1、室内空气换气通道2组成U字型中空壳体，吸气过滤通道设有进气口和出气口。

其中，吸气过滤通道1和室内空气换气通道2壳体材质可以为多种，例如：木材、铝合金或者不锈钢等等。

吸气过滤通道1和室内空气换气通道2的截面形状可以为多种，例如：半圆形、U形或者V形等等，较佳地为U形。

吸气过滤通道1和室内空气换气通道2可以相互置于上、下、前、后，例如：室内空气换气通道2布于吸气过滤通道1上部，下部、前部、后部，环形半包围或全包围等等形式。

风路切换组件3，进气口挡板31、风向调节挡板32、两室隔断挡板33的结构形式有多种，例如一组叶片、中间旋转、转筒形式、方的、圆的等等；固定时，可能固定在壳体外边，半边有等形式。驱动方式有多种步进电子、电磁继电器组、齿轮传动、齿条传动、皮带传动等多种方式；其中这三个挡板也可以有其中一个、二个、三个组成，或者三个挡板部分设为固定。工程师在实施时，可能会增加挡板数量，如增加直通室内挡板，增加两室隔断挡板33左边再增加直通挡板等。

图6例示了通道的几种变种方式。其中通道方向变化，档板数量变化，但其实质核心未改变，均为通过多种形式挡板调节室外空气、室内空气、吸气过滤通道之间的流向关系。

图1中，进气口挡板31竖立，风向调节挡板32抵到过滤网上，两室隔断挡板33竖立，形成室外和室内空气都相通的双通风路，可同时净化室外空气和室内空气，空气净化装置处于室外空气和室内空气同时净化状态。

图2为，进气口挡板31竖立，风向调节挡板32竖直下垂，两室隔断挡板33横置隔断换气通道1和吸气过滤通道2，换气通道1中百叶21关闭，风机24关闭，空气净化装置处于纯室外空气净化状态。

图3进气口挡板31横置阻断进气口，风向调节挡板32竖直下垂，两室隔断挡板33竖立，换气通道1和吸气过滤通道2形成U形回路，空气净化装置处于纯室内空气净化状态。

图4进气口挡板31竖立，风向调节挡板32向右一定角度，两室隔断挡板33竖立，吸气过滤通道1中风机15、百叶16关闭，换气通道1中空气直吹滤网，空气净化装置处于滤网清洁状态。

图5进气口挡板31竖立，风向调节挡板32竖直下垂，两室隔断挡板33竖立，吸气过滤通道1中风机15、百叶16关闭，室外进气口转变化出气口，空气净化装置处于排气换状态。

过滤机构12、13、14、22、23的结构形式可以为多种，例如：过滤机构12、13、14、22、23可以为生物过滤膜，也可以为水过滤，还可以为过滤棉、HEPA、ULPA过滤器(Ultra Low Penetration Air Filter，全称为超高效空气过滤器，或称超低穿透率空气过滤器)等等。当然，过滤机构12、13、14、22、23可以有多种不同的过滤介质组合而成。

其中，HEPA(High efficiency particulate air Filter)，中文意思为高效空气过滤器，达到HEPA标准的过滤网，对于0.1微米和0.3微米的有效率达到99.7％，HEPA网的特点是空气可以通过，但细小的微粒却无法通过。

壳体1、2与窗体的连接方式可以为多种，例如：壳体1、2上设置有容置槽，容置槽的侧壁上设置有固定螺纹孔，固定螺纹孔用于穿设螺栓，螺栓旋入固定螺纹孔内，并抵接在窗体上，从而将第一子壳体1、2固定在窗体上。

又如:壳体1、2上和窗体上均设置有胶粘层，通过胶粘层将第一子壳体1与窗体连接在一起。

本实用新型提供的空气净化装置，其包括壳体1、2和连接结构，壳体1和壳体2形成U形中空壳体，过滤机构12、13、14、22、23设置在中空壳体内。

当使用本实用新型中空气净化装置时，将壳体1、2安装在窗体上，使进气口设置在室外，出气口设置在室内。室外空气通过进气口进入中空壳体后，经过过滤机构12、13、14过滤，从出气口进入之内，从而提高室内空气的质量；室内空气通过百叶装置21进入室内空气换气通道2，经过滤机构22、23过滤，进一步进入吸气过滤通道1，经过过滤机构12、13、14过滤。其中，过滤机构22、23可以不安装，风机组24也可以不安装，百叶装置26可以换成形其它形状，也可以不安装，百叶装置26也可彻底取消，成为开放式进风口。

当使用者需要维修或者维护过滤机构12、13、14时，将吸气过滤通道中17从壳体中抽出，进而维护过滤机构12、13、14或者更换过滤机构12、13、14。

当使用者需要维修或者维护过滤机构22、23时，奖室内空气换气通道中26从壳体中抽出，进而维护过滤机构22、23或者更换过滤机构22、23。

由于，本实用新型中的空气净化装置，仅需要将套筒17或26从壳体中抽出，就可以维护或者维修中空壳体内的过滤机构12、13、14、22、23，所以，便于后期的维修与维护。

吸气过滤通道1和室内空气换气通道2的形状可以为多种，较佳地为，面呈长方体，也可能是多段方式或真他形状组成。

其中，吸气风机组15、换气风机组24由多个风扇组成。

在上述实施例的基础上，进一步地，吸气风机组15与出气口之间还设置有负离子发生器。

空气负离子，又称“空气维生素”，它如同阳光、空气一样是人类健康生活不可缺少的一种物质。科学研究表明：负离子在空气中的含量是决定空气质量好坏的一个重要因素，空气中含有适量的负离子不仅能高效地除尘、灭菌、净化空气，同时还能够激活空气中的氧分子而形成携氧负离子。所以，利用负离子发生器活跃空气分子，改善人体肺部功能，促进新陈代谢，增强抗病能力，调节中枢神经系统，使人精神焕发、充满活力等等。

如图1-5所示，在上述实施例的基础上，进一步地，在左边吸气进气口设有防雨板，风路切换组件安装于防雨板外壳内。防雨板当前示图为整块竖直形式，实际实施时，可更换为向左或向右倾斜一定角度；整块也可以变为多块组成或者更换为百叶窗形，变有弧形板形式等等形式。即进气口形式可为向下，也可为在左边防雨板下部开成百叶进气、斜边进气等形式。

如图1-5所示，在上述实施例的基础上，进一步地，在吸气进气口设有金属滤网11，金属滤网11用于过滤空气中的输大杂质。进一步地提高过滤机构12、13、14的使用寿命。

如图1-5所示，金属细滤网12，可清洗使用寿命长，使用成本低。

如图1-5所示，在上述实施例的基础上，进一步地，出气口设有向下百叶15，室内进气口设有向上百叶21，百叶15空气向下吹，百叶上方空气形成负压，换气通道1中未安装风机情况下，同样能正常吸入室内空气。

此处，百叶也可换成其它形式的结构，例如无百叶结构、固定叶片结构等形式。当前室内空气换气通道进风口和吸气过滤通道出风口均为向右，可能改为高上、向下、向前、向后、倾斜一定角度等等。

如图1-5所示，在上述实施例的基础上，进一步地，在风机组风流出部位设有风速传感器18、25，智能控制模块记录不同风机转速下风速的变化情况，当同风速下风机转速高于一定阀值，或者同一转速下风速低于一定阀值，可以预警用户更换或者清洗滤芯。

如图1-5所示，在上述实施例的基础上，风机组15、24，风速传感器18、25，百叶16、21步进电机，负离子发生器，风路切换组件3对应的步进电机、电磁继电器，统一由智能控制模块控制。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.空气净化装置，其特征在于，包括：外壳、吸气过滤通道、室内空气换气通道、过滤机构、风路切换组件、智能控制模块，通过风路切换组件调整室外空气、室内空气和吸气过滤通道之间的相互接通关系；

所述外壳设置在窗体上；

所述外壳内设有吸气过滤通道、室内空气换气通道，两个通道呈U形连通；

所述外壳上设有室外空气进气口，室外进气口与吸气过滤通道、室内空气换气通道连通；

所述外壳内吸气过滤通道、室内空气换气通道连接处设有风路切换组件；风路切换组件由进气口挡板、风向调节挡板和两室隔断挡板组成；通过进气口挡板、风向调节挡板和两室隔断挡板旋转、开合，控制吸气过滤通道与室外进气口、室内空气换气通道连通，从而使吸气过滤通道与室外空气、室内空气连通；

风路切换组件通过调节进气口挡板、风向调节挡板和两室隔断挡板位置将空气净化装置设为纯室外空气净化状态、纯室内空气净化状态、室内外同时净化状态、滤网自洁状态、排气换气状态；

所述风路切换组件中进气口挡板、风向调节挡板、两室隔断挡板由配套步进电机、位移传感器、电磁卡紧组件旋转和定位；通过智能控制模块控制步进电机、位移传感器、电磁卡紧组件协调动作，实现空气流向切换；

所述吸气过滤通道、室内空气换气通道分别设有过滤机构，用于单独或同时过滤从室内、室外吸入的空气。

2.根据权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于，所述吸气过滤通道、室内空气换气通道设有过滤结构；

吸气过滤通道由过滤机构、风机组、负离子发生器、百叶装置组成；

室内空气换气通道设有风机组、过滤机构、百叶装置；将室内空气引向吸气过滤通道或者室外；

过滤机构包括金属滤网、活性炭层、HEPA层。

3.根据权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于，室内空气换气通道和吸气过滤通道设有百叶装置结构：

吸气过滤通道出气口百叶向下，空气向下吹，上部空气形成负压；室内空气换气通道向上百叶装置加大了室内空气换气通道进风量，在室内空气换气通道没风机时亦可将空气引向吸气过滤通道。

4.根据权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于，室内空气换气通道中过滤机构的滤芯组：

室内空气换气通道滤网为金属滤网、活性炭层加强室内空气净化能力，防止室外空气倒灌对室内空气污染。

5.根据权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于，室空气内换气通道中的风机组和风向调节挡板构成滤网自清洁结构：

室内空气换气通道内风机组，风向调节挡板向右下角一定角度时，风机组将空气直接吹送到金属滤网上，可以对吸气过滤通道中的金属滤网进行清洁。

6.根据权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于，室内空气换气通道和吸气过滤通道中设有可抽出U形套筒；

所述吸气过滤通道中的风机组、负离子发生器、百叶固定于U形套筒中；

所述室内空气换气通道中的风机组、过滤机构、百叶装置同样固定于U形套筒中；

U形套筒可分别从吸气过滤通道和室内空气换气通道中抽出，风机组、负离子发生器、百叶同时被抽出来，方便更换壳体里面的滤芯组；U形套筒和外壳用卡扣装置连接。

7.根据权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于，智能控制模块：

所述智能控制模块由智能芯片、无线通讯模块组成、可插拨扩充模块组成；

智能芯片中嵌入程序，协调控制空气净化装置内的传感器、风机、电磁继电器、风机组件，完成风路切换、出风口风向切换、风速和风量控制。

8.根据权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于，所述吸气过滤通道和室内空气换气通风机组空气流出位置设有空气流量传感器：

智能控制模块记录不同风机转速下风速的变化情况，当同风速下风机转速达到一定阀值，或者同一转速下风速低于一定阀值，可以预警用户更换或者清洗滤芯。

9.根据权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于，所述外壳上设有L形活动夹紧装置：

实际应用中窗框和玻璃厚度尺寸不一，通过L形活动夹紧装置根据窗枉厚度、玻璃厚度调整夹紧距离；将空气净化装置夹紧在窗枉上；安装简单、工程短。

10.根据权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于，所述外壳为防雨结构：

U形外壳窗外部分，外壳进一步延伸到窗外，外壳上部和窗框形成密合体，防止雨水进入室内。