空气净化装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种空气净化装置，涉及空气净化【技术领域】，提供一种在风量、噪音、效率方面相对现有技术得到全面的提升的空气净化装置。空气净化装置包括风机、空气过滤器和空心结构的框架；框架横截面形状为n边形，n≥3，框架包括n个侧面和两个端面，框架的至少两个侧面上安装有平板结构的空气过滤器，框架的端面上设置有净化空气出口，风机设置于框架内部；风机的出风口与净化空气出口连接。本发明增加了空气过滤器的使用，由空气过滤器参与构成封闭空间，空气能从每个空气过滤器进入此封闭空间，风机从此封闭空间中吸取净化空气输送至所需位置，进气阻力小，各方面性能提升明显。
【专利说明】空气净化装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及空气净化【技术领域】，尤其涉及一种高性能空气净化装置。
【背景技术】
[0002]空气中细颗粒物污染问题已逐渐被人们所认识，空气净化器等空气净化装置被越来越多的使用。大多数空气净化装置都采用了空气过滤器加气流驱动装置的组合，由气流驱动装置驱动空气流经空气过滤器得到净化效果的基本结构，本说明书中之后的部分将这种结构简称为“基本结构”。
[0003]对于具有基本结构的空气净化装置，风量、噪音、效率是3项重要的性能指标，风量越大净化效果越好，噪音越小越好，过滤效率越高越好，但是这3项性能指标存在相互制约的情况，风量与噪音、效率与噪音、效率与风量大致都是负相关的，所以通常难以做到在大致可比较条件下同时在提升这3方面的性能，此外，用于评价空气净化装置优劣的因素还包括如体积、能耗、气流路径等方面，它们也和其他性能指标间存在一些相互制约的情况。因此要做到全面提升空气净化装置的性能并尽量减少不利因素是非常困难的。
[0004]在本发明提出以前，人们已经针对具有基本结构的空气净化装置采用了一些优化办法。
[0005]现有技术1:CN202371821U公开了一种超静空气净化器，主要采用6个低功耗超静音风扇上下后3方进风口滤网和左右2个出风滤网实现静音、净化效果高效的目的，还能保持一定的循环风量。这一技术方案的主要问题在于进风和出风位置太近且不能有效分离，导致气流路径容易出现短路，无法有效的实现工作空间的整体气流循环过滤，而且由于其风扇类型的原因关系，无法能实现较大的净化风量。
[0006]现有技术2:CN201823415U公开了一种双向进风空气净化器，主要采用两张过滤网和带中隔板的双向风轮以实现在空气净化器体积基本不变的情况增加进风量。这一技术方案本质上是把两套“风机+对应此风机设置的过滤器”的功能模块组合在一个壳体内，对性能的提升有限。
[0007]现有技术3:CN202983409U公开了一种双面出风式空气净化器，采用两个成倒V形安装的过滤器用作出风，在体积大致不变的情况下实现更好的过滤效果。其主要不足与现有技术I的导致气流路径容易出现短路的问题类似，扩展性也不够好。
[0008]现有技术4:CN1782603A公开了一种空气净化器，主要采用了两个风机驱动空气以实现不增加主体厚度前提下通过增加风量及多向出风提高净化效果的目的。这一技术方案本质上仍然是两套“风机+对应此风机设置的过滤器”的组合，对性能的提升有限。
[0009]现有技术5:CN203100037U公开了一种积木式空气净化器，把“风机+对应此风机设置的过滤器”的组合作为基本功能单元，用不同数量功能单元组合的方式实现规模灵活性。
[0010]现有技术6:某公司现有空气净化器产品，其普通型包括一套“风机+对应此风机设置的过滤器”的组合，其商用型号包括两个“风机+对应此风机设置的过滤器”的组合，采用了类似现有技术2和5的主要以组合数量变化的方式实现更大的净化风量。
[0011]现有技术7:某些现有空气净化器产品，采用圆管形的空气过滤器提高进风量，部分还采用了多层不同直径圆管形过滤器套接的方式以实现多种过滤效果。这些产品仍然没有脱离“风机+对应此风机设置的过滤器”的组合的思路。
[0012]由于基本结构的工作原理导致的常规思路，上述这些现有技术，它们都至少存在下列问题中的一种或多种:
[0013]1、具有外壳或特定的整体结构形式，用于实现安装组件、形成气流通道及类似目的，上述现有技术均存在着此问题，这一问题限制了风量的扩展，对多方面的性能优化也有限制；
[0014]2、把“风机+对应此风机设置的过滤器”的组合作为基本功能单元，采用不同的组合数量和形式得到不同的效果，如现有技术2、4、5、6、7均存在这一此问题，这种思路中始终存在某个气流驱动装置和具体的空气过滤器的对应关系，在多方面限制了性能的提升；[0015]3、进风和出风位置相邻且气流不能有效分离，导致气流路径容易出现短路，在用于室内使用时无法有效的实现工作空间的整体气流循环过滤，这一问题在出风口处安装了过滤器时尤其明显，如现有技术I和3存在这一问题；
[0016]4、难以使用真正高效空气过滤器或在风量、寿命等方面性能低下。高效空气过滤器能提供极好的过滤效率，但阻力相对较高，就现有绝大多数空气净化装置的结构而言，直接使用真正的高效空气过滤器会存在风量低、噪音大、寿命短等诸多问题，实用性不够。
[0017]上述这些现有技术，它们都没有做到在风量、噪音、效率以及体积、能耗、气流路径等方面进行尽量多方面的优化，并同时尽量减少优化方式带来的不利因素，通常都是在部分性能指标上得到了提升，又造成了其它问题或者保留了原有技术的不足。空气净化装置的现有技术仍有很大改进空间。
【发明内容】
[0018]本发明要解决的技术问题是:提供一种在风量、噪音、效率方面相对现有技术得到全面的提升的空气净化装置。
[0019]为解决上述问题采用的技术方案是:空气净化装置包括风机、空气过滤器和空心结构的框架；框架横截面形状为η边形，η > 3，框架包括η个侧面和两个端面，框架的至少两个侧面上安装有平板结构的空气过滤器，框架的端面上设置有净化空气出口，风机设置于框架内部；风机的出风口与净化空气出口连接。
[0020]进一步的是:框架的至少三个侧面上安装有空气过滤器。
[0021]进一步的是:n ^ 4，框架的至少四个侧面上安装有空气过滤器。
[0022]进一步的是:n ^ 5，框架的至少五个侧面上安装有空气过滤器。
[0023]进一步的是:框架的未设置出风口的端面上安装有空气过滤器。
[0024]进一步的是:风机的数量为m，m≥2。
[0025]进一步的是:框架的单个侧面上安装有至少两个空气过滤器。
[0026]进一步的是:框架的单个侧面上覆盖的空气过滤器的总迎风面面积大于该侧面面积的50%。
[0027]进一步的是:框架外部在与净化空气出口对应的位置设置有导风窗。[0028]进一步的是:空气过滤器为单次过滤效率在GB/T14295-2008中规定的亚高效以上的过滤器。
[0029]本发明的有益效果是:突破了“风机+对应此风机设置的过滤器”的组合”和“具有外壳或特定的整体结构形式”的一般思维方式，核心思路是尽量增加空气过滤器的使用，由空气净化器参与构成封闭空间，空气能从每个侧面上的每个空气过滤器进入此封闭空间，气流驱动部件从此封闭空间中吸取净化后的空气输送至所需位置，进气阻力成倍减小，空气净化器的性能得到全面提升。
[0030]有益效果1:框架内部形成封闭空间，风机抽风使框架内部形成负压，外部空气因负压通过空气过滤器净化并进入框架内部，然后净化后的空气由风机抽出。外部空气可以通过多个空气过滤器，能数倍提高净化风量。可以在框架全部侧面或部分侧面安装空气过滤器，灵活改变空气过滤器数量，在风量方面提供高度的灵活性。
[0031]有益效果2:有效的降低噪音。因为空气过滤器总量成倍增加，使得进气阻力相应成倍下降，空气过滤器迎风面风速也成倍下降，降低了噪音，同时还能使用低风压高风量的空气驱动装置，更能有效降低噪音。
[0032]有益效果3:阻力降低使得能耗降低。
[0033]有益效果4:在空气净 化装置多个侧面上使用空气过滤器使得体积可以大致不变或减小。
[0034]有益效果5:在出风部分不使用过滤器，能起到兼顾气流路径优化，防止气流短路的效果。
[0035]有益效果6:使用多个空气过滤器，使得整体尘容量成倍增加，可以提高空气过滤器的终阻力，空气过滤器平均寿命相应增加。
[0036]有益效果7:具有平板结构的空气过滤器相对其他类型的过滤器维护方便，通常只使用吸尘器就能做好维护工作。
【专利附图】
【附图说明】:
[0037]图1是空气净化装置实施例一结构示意图；
[0038]图2是空气净化装置实施例二结构示意图；
[0039]图3是空气净化装置实施例三结构示意图；
[0040]图4是空气净化装置实施例四结构示意图；
[0041]图5是空气净化装置实施例五结构示意图；
[0042]图6是空气净化装置实施例六结构示意图；
[0043]图7是空气净化装置实施例七结构示意图；
[0044]图8是空气净化装置实施例八结构示意图；
[0045]图9是空气净化装置实施例九结构示意图；
[0046]图10是空气净化装置实施例十结构示意图；
[0047]图11是空气净化装置实施例1^一结构示意图；
[0048]图12是空气净化装置实施例十二结构示意图；
[0049]图中标记为:净化空气出口 1、端面2、出风口 3、空气过滤器4、风机5、进风口 6、导风窗7。【具体实施方式】
[0050]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明进一步说明。
[0051]空气净化装置包括风机5、空气过滤器4和空心结构的框架；框架横截面形状为η边形，n ^ 3，框架包括η个侧面和两个端面2，框架的至少两个侧面上安装有平板结构的空气过滤器4，框架的端面2上设置有净化空气出口 1，风机5设置于框架内部；风机5的出风口 3与净化空气出口 I连接。空气过滤器4推荐为单次过滤效率在GB/T14295-2008中规定的亚高效以上的过滤器，GB/T14295-2008中规定的亚高效以上的过滤器具体包括GB/Τ14295-2008中的亚高效和GB/T13554-2008中的高效HEPA和超高效ULPA，这些的过滤器具有相同的高阻力特征。
[0052]本发明突破了 “风机+对应此风机设置的过滤器”的组合”和“具有外壳或特定的整体结构形式”的一般思维方式，风机的进风口并没有与某个空气过滤器对应设置。框架内部形成封闭空间，风机抽风使框架内部形成负压，外部空气因负压通过每个空气过滤器净化并进入框架内部，然后净化后的空气由风机抽出。本发明在不增加风机的情况下尽量增加了空气过滤器4的使用，进气阻力成倍减小，空气净化器的性能得到全面提升。 [0053]框架的单个侧面上可安装多个空气过滤器4，进一步增加空气过滤器4的使用。
[0054]风机5可以只设置一个，也可以设置两个或两个以上的风机5。如图11所示，两个风机5同向设置，框架的一个端面2上设置两个净化空气出口 1，一个风机5与一个净化空气出口 I连接。如图12所示，两个风机5反向设置，框架的两个端面2上各设置一个净化空气出口 I，一个风机5与一个净化空气出口 I连接。设置两个或两个以上的风机5可以进一步增加进出风量。
[0055]为了能够充分利用每个侧面的面积，框架的单个侧面上覆盖的空气过滤器4的表面积大于该侧面面积的50%。空气过滤器4的表面积大于该侧面面积的50%使框架的各个侧面应用较为充分，有利于增加空气过滤器4面积，从而增加进风量。
[0056]为了能够控制本空气净化装置的出风方向，便于不同位置的用户能够享用净化空气，框架外部在与净化空气出口 I对应的位置设置有导风窗7。
[0057]为了便于风机抽风，风机5的进风口 6位于框架长度方向的中部。风机5的进风口 6位于框架长度方向的中部使空气过滤器4各部位总体而言离进风口 6较近，便于风机抽风。
[0058]实施例一:
[0059]如图1所示，空气净化装置安装于墙角，空气净化装置包括风机5、空气过滤器4和空心结构的框架；框架横截面形状为四边形，框架包括四个侧面和两个端面2，框架的两个侧面上安装有空气过滤器4，另外两个侧面可以用平板封堵，也可以用墙体封堵；框架的一个端面2是平板，另一端面2可以同样是平板，也可以是墙体，墙体或平板上设置有净化空气出口 I ;风机5设置于框架内部，风机5的出风口 3与净化空气出口 I连接。空气过滤器4覆盖整个侧面。空气过滤器4为单次过滤效率在GB/T14295-2008中规定的亚高效以上的过滤器。
[0060]实施例二:
[0061 ] 如图2所示，空气净化装置安装在墙体上，空气净化装置包括风机5、空气过滤器4和空心结构的框架；框架横截面形状为三角形，框架包括三个侧面和两个端面2，框架的两个侧面上安装有空气过滤器4，另外一个侧面可以用平板封堵，也可以用墙体封堵；框架的一个端面2是平板，另一端面2可以同样是平板，也可以是墙体，墙体或平板上设置有净化空气出口 I ;风机5设置于框架内部，风机5的出风口 3与净化空气出口 I连接。空气过滤器4覆盖整个侧面。空气过滤器4为单次过滤效率在GB/T14295-2008中规定的亚高效以上的过滤器。
[0062]实施例三:
[0063]如图3所示，空气净化装置包括风机5、空气过滤器4和空心结构的框架；框架横截面形状为四边形，框架包括四个侧面和两个端面2，框架的三个侧面上安装有空气过滤器4，另外一个侧面用平板封堵；框架的两个端面2都是平板，一个端面2上设置有净化空气出口 I ;风机5设置于框架内部，风机5的出风口 3与净化空气出口 I连接。空气过滤器4覆盖整个侧面。空气过滤器4为单次过滤效率在GB/T14295-2008中规定的亚高效以上的过滤器。
[0064]实施例四:
[0065]如图4所示，空气净化装置包括风机5、空气过滤器4和空心结构的框架；框架横截面形状为四边形，框架包括四个侧面和两个端面2，框架的四个侧面上都安装有空气过滤器4 ;框架的两个端面2都是平板，一个端面2上设置有净化空气出口 I ;风机5设置于框架内部，风机5的出风口 3与净化空气出口 I连接。空气过滤器4覆盖整个侧面。空气过滤器4为单次过滤效率在GB/T14295-2008中规定的亚高效以上的过滤器。
[0066]实施例五:
[0067]如图5所示，空气净化装置包括风机5、空气过滤器4和空心结构的框架；框架横截面形状为四边形，框架包括四个侧面和两个端面2，框架的四个侧面上都安装有空气过滤器4 ;框架的一个端面2是平板，另一个端面2上安装有空气净化器；平板上设置有净化空气出口 I ;风机5设置于框架内部，风机5的出风口 3与净化空气出口 I连接。空气过滤器4覆盖整个侧面。空气过滤器4为单次过滤效率在GB/T14295-2008中规定的亚高效以上的过滤器。
[0068]实施例六:
[0069]如图6所示，空气净化装置横向设置，空气净化装置包括风机5、空气过滤器4和空心结构的框架；框架横截面形状为四边形，框架包括四个侧面和两个端面2，框架的三个侧面上安装有空气过滤器4，另外一个侧面用平板封堵；框架的两个端面2都是平板，一个端面2上设置有净化空气出口 I ;风机5设置于框架内部，风机5的出风口 3与净化空气出口I连接。空气过滤器4覆盖整个侧面。空气过滤器4为单次过滤效率在GB/T14295-2008中规定的亚高效以上的过滤器。
[0070]实施例七:
[0071]如图7所示，空气净化装置包括风机5、空气过滤器4和空心结构的框架；框架横截面形状为四边形，框架包括四个侧面和两个端面2，框架的四个侧面上都安装有空气过滤器4 ;框架的两个端面2都是平板，一个端面2上设置有净化空气出口 I ;风机5设置于框架内部，风机5的出风口 3与净化空气出口 I连接。每个侧面上安装两件空气过滤器4，空气过滤器4覆盖整个侧面。空气过滤器4为单次过滤效率在GB/T14295-2008中规定的亚高效以上的过滤器。
[0072]实施例八:
[0073]如图8所示，空气净化装置包括风机5、空气过滤器4和空心结构的框架；框架横截面形状为四边形，框架包括四个侧面和两个端面2，框架的四个侧面上都安装有空气过滤器4 ;框架的两个端面2都是平板，一个端面2上设置有净化空气出口 I ;风机5设置于框架内部，风机5的出风口 3与净化空气出口 I连接。每个侧面上安装四件空气过滤器4，空气过滤器4覆盖整个侧面。空气过滤器4为单次过滤效率在GB/T14295-2008中规定的亚高效以上的过滤器。
[0074]实施例九:
[0075]如图9所示，类似于实施例四、七、八，不同之处在于框架横截面形状为正五边形，框架包括五个侧面，从而增加了一个空气过滤器4的安装面，适用于需要更大净化风量的应用环境。采用类似的扩展进气面的方式，可以不断增加空气净化器4数量，好处是能提供满足更大净化风量需求。
[0076]实施例十:
[0077]如图10所示，空气净化装置包括风机5、空气过滤器4和空心结构的框架；框架横截面形状为四边形，框架包括四个侧面和两个端面2，框架的四个侧面上都安装有空气过滤器4 ;框架的两个端面2都是平板，一个端面2上设置有净化空气出口 I ;风机5设置于框架内部，风机5的出风口 3与净化空气出口 I连接。每个侧面上安装两件空气过滤器4，空气过滤器4覆盖整个侧面。空气过滤器4为单次过滤效率在GB/T14295-2008中规定的亚高效以上的过滤器。框架外部在与净化空气出口 I对应的位置设置有导风窗7。
[0078]实施例^^一:
[0079]如图11所示，空气净化装置包括两个同向设置的风机5、空气过滤器4和空心结构的框架；框架横截面形状为四边形，框架包括四个侧面和两个端面2，框架的两个侧面上安装有空气过滤器4，另外两个侧面用平板封堵；框架的两个端面2都是平板，一个端面2上设置有两个净化空气出口 I ;风机5设置于框架内部，一个风机5的出风口 3与一个净化空气出口 I连接。空气过滤器4覆盖整个侧面。风机的出风方向和净化空气出口 I还可以根据需要设置在不同方向。空气过滤器4为单次过滤效率在GB/T14295-2008中规定的亚高效以上的过滤器。
[0080]实施例十二:
[0081]如图12所示，本实施例与实施例四、七类似，框架横截面形状为四边形，空气过滤器安装在四个侧面，净化空气出口 I设置在端面，风机5为左右各有一个进风口的双进风离心风机。两个进风口有利于优化空气净化装置内部的气流路径，能减小空气过滤器不同位置及不同空气过滤器之间的利用率差异。在较优的情况下风机5安装于空气净化装置轴向中部位置，因此其进气口也位于空气净化装置轴向中部位置。
[0082]前述实施例中能使用的风机包括轴流风机、离心风机和混流风机，还可以使用能将进气口安装在空气净化装置内部的其它类型风机；离心风机中的双向进风离心风机是一种较优方案，管道形式封装的单向进风离心风机也可以像轴流风机一样使用。
[0083]前述实施例中风机路径上均可设置单向阀，以减小或避免空气净化装置外部气流变化带来的不利影响。[0084]前述实施例中，空气净化装置在空气过滤器的安装位置可以采用多层重叠安装结构，比如采用平板式高效过滤器和平板式活性炭过滤器重叠安装，以实现同时处理固态和气态污染物，在实际应用中可以根据需要确定过滤器的层数和过滤器的功能类型。
[0085]实施例十提供包括导风窗结构的应用例，导风窗通常在空气净化装置用于室内使用时采用，在空气净化装置用于新风进风使用时可以用圆形或矩形等管道接口替代风窗。前述各实施例均可选择或混合采用导风窗或管道接口的结构。
[0086]实施例十一提供了两个风机并联使用的应用例，在实际应用中前述各实施例均可以根据需要确定并联风机的数量，在风机气流路径上设置单向阀可在并联应用时较好的实现不同风机不同的工作状态。
[0087]前述实施例中也可以采用风机串联的结构形式，风机串联或并联可以根据需要单独或混合实用。
[0088]前述实施例中，可以在风机进气或/和排气位置使用消音器，或是在框架内部增加对风机本体的阻挡或包裹样式的隔音、消音结构。
【权利要求】
1.空气净化装置，其特征在于:包括风机(5)、空气过滤器(4)和空心结构的框架；框架横截面形状为η边形，n ^ 3，框架包括η个侧面和两个端面(2)，框架的至少两个侧面上安装有平板结构的空气过滤器(4)，框架的端面(2)上设置有净化空气出口(1)，风机(5)设置于框架内部；风机(5)的出风口(3)与净化空气出口(I)连接。
2.根据权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于:框架的至少三个侧面上安装有空气过滤器(4)。
3.根据权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于:n^ 4，框架的至少四个侧面上安装有空气过滤器(4)。
4.根据权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于:n^ 5，框架的至少五个侧面上安装有空气过滤器(4)。
5.根据权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于:框架的未设置出风口的端面(2)上安装有空气过滤器(4)。
6.根据权利要求1至5任一项所述的空气净化装置，其特征在于:风机(5)的数量为m, m ≥ 2。
7.根据权利要求1至5任一项所述的空气净化装置，其特征在于:框架的单个侧面上安装有至少两个空气过滤器(4)。
8.根据权利要求1至5任一项所述的空气净化装置，其特征在于:框架的单个侧面上覆盖的空气过滤器(4)的总迎风面面积大于该侧面面积的50%。
9.根据权利要求1至5任一项所述的空气净化装置，其特征在于:框架外部在与净化空气出口(I)对应的位置设置有导风窗(7)。
10.根据权利要求1至5任一项所述的空气净化装置，其特征在于:空气过滤器(4)为单次过滤效率在GB/T14295-2008中规定的亚高效以上的过滤器。
【文档编号】B01D46/00GK103933790SQ201410142590
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年4月10日 优先权日:2013年10月20日
【发明者】不公告发明人 申请人:刘宏志