一種高性能空氣淨化裝置製造方法

2023-07-11 02:26:56

一種高性能空氣淨化裝置製造方法
【專利摘要】一種高性能空氣淨化裝置，主要由氣流驅動部件和空氣過濾器組成，通過採用多個進氣面降低過濾阻力，使空氣淨化裝置在風量、噪音、效率方面全面提升，還能同時兼顧體積、能耗、氣流路徑、壽命、維護等方面的需求和優化，能用於新風淨化和室內淨化，能滿足從小型室內空間到大型建築需要的不同淨化風量規模需求。
【專利說明】一種高性能空氣淨化裝置【技術領域】[0001]本發明屬於空氣淨化領域技術，具體是一種高性能空氣淨化裝置。【背景技術】[0002]空氣中細顆粒物汙染問題已逐漸被人們所認識，空氣淨化器等空氣淨化裝置被越 來越多的使用。大多數空氣淨化裝置都採用了空氣過濾器加氣流驅動裝置的組合，由氣流 驅動裝置驅動空氣流經空氣過濾器得到淨化效果的基本結構，本說明書中之後的部分將這 種結構簡稱為「基本結構」。[0003]對於具有基本結構的空氣淨化裝置，風量、噪音、效率是3項重要的性能指標，風 量越大淨化效果越好，噪音越小越好，過濾效率越高越好，但是這3項性能指標存在相互制 約的情況，風量與噪音、效率與噪音、效率與風量大致都是負相關的，所以通常難以做到在 大致可比較條件下同時在提升這3方面的性能，此外，用於評價空氣淨化裝置優劣的因素 還包括如體積、能耗、氣流路徑等方面，它們也和其他性能指標間存在一些相互制約的情 況。因此要做到全面提升空氣淨化裝置的性能並儘量減少不利因素是非常困難的。[0004]在本發明提出以前，人們已經針對具有基本結構的空氣淨化裝置採用了一些優化 辦法。[0005]現有技術1:CN202371821U公開了一種超靜空氣淨化器，主要採用6個低功耗超 靜音風扇上下後3方進風口濾網和左右2個出風濾網實現靜音、淨化效果高效的目的，還能 保持一定的循環風量。這一技術方案的主要問題在於進風和出風位置太近且不能有效分 離，導致氣流路徑容易出現短路，無法有效的實現工作空間的整體氣流循環過濾，而且由於 其風扇類型的原因關係，無法能實現較大的淨化風量。[0006]現有技術2:CN201823415U公開了一種雙向進風空氣淨化器，主要採用兩張過濾 網和帶中隔板的雙向風輪以實現在空氣淨化器體積基本不變的情況增加進風量。這一技術 方案本質上是把兩套「風機+對應此風機設置的過濾器」的功能模塊組合在一個殼體內，對 性能的提升有限。[0007]現有技術3:CN202983409U公開了一種雙面出風式空氣淨化器，採用兩個成倒V形 安裝的過濾器用作出風，在體積大致不變的情況下實現更好的過濾效果。其主要不足與現 有技術I的導致氣流路徑容易出現短路的問題類似，擴展性也不夠好。[0008]現有技術4:CN1782603A公開了一種空氣淨化器，主要採用了兩個風機驅動空氣 以實現不增加主體厚度前提下通過增加風量及多向出風提高淨化效果的目的。這一技術方 案本質上仍然是兩套「風機+對應此風機設置的過濾器」的組合，對性能的提升有限。[0009]現有技術5:CN203100037U公開了一種積木式空氣淨化器，把「風機+對應此風機 設置的過濾器」的組合作為基本功能單元，用不同數量功能單元組合的方式實現規模靈活 性。[0010]現有技術6:某公司現有空氣淨化器產品，其普通型包括一套「風機+對應此風機 設置的過濾器」的組合，其商用型號包括兩個「風機+對應此風機設置的過濾器」的組合，採用了類似現有技術2和5的主要以組合數量變化的方式實現更大的淨化風量。[0011]現有技術7:某些現有空氣淨化器產品，採用圓管形的空氣過濾器提高進風量，部 分還採用了多層不同直徑圓管形過濾器套接的方式以實現多種過濾效果。這些產品仍然沒 有脫離「風機+對應此風機設置的過濾器」的組合的思路。[0012]由於基本結構的工作原理導致的常規思路，上述這些現有技術，它們都至少存在 下列問題中的一種或多種:1、具有外殼或特定的整體結構形式，用於實現安裝組件、形成氣流通道及類似目的，上 述現有技術均存在這一此問題，這一問題限制了風量的擴展，對多方面的性能優化也有限 制；2、把「風機+對應此風機設置的過濾器」的組合作為基本功能單元，採用不同的組合數 量和形式得到不同的效果，如現有技術2、4、5、6、7均存在這一此問題，這種思路中始終存 在某個氣流驅動裝置和具體的空氣過濾器的對應關係，在多方面限制了性能的提升；3、進風和出風位置相鄰且氣流不能有效分離，導致氣流路徑容易出現短路，在用於室 內使用時無法有效的實現工作空間的整體氣流循環過濾，這一問題在出風口處安裝了過濾 器時尤其明顯，如現有技術I和3存在這一問題；4、難以使用真正高效空氣過濾器或在風量、壽命等方面性能低下。高效空氣過濾器能 提供極好的過濾效率，但阻力相對較高，就現有絕大多數空氣淨化裝置的結構而言，直接使 用真正的高效空氣過濾器會存在風量低、噪音大、壽命短等諸多問題，實用性不夠。[0013]上述這些現有技術，它們都沒有做到在風量、噪音、效率以及體積、能耗、氣流路徑 等方面進行儘量多方面的優化，並同時儘量減少優化方式帶來的不利因素，通常都是在部 分性能指標上得到了提升，又造成了其它問題或者保留了原有技術的不足。空氣淨化裝置 的現有技術仍有很大改進空間。
【發明內容】
[0014]針對上述現有技術的不足，本發明的目的是提出一種高性能空氣淨化裝置的技術 方案，在風量、噪音、效率方面相對現有技術得到全面的提升，還能同時兼顧體積、能耗、氣 流路徑、壽命、維護等方面的需求和優化，能用於新風淨化和室內淨化，能滿足從小型室內 空間到大型建築需要的不同淨化風量規模需求。[0015]本發明是:主要由氣流驅動部件和空氣過濾器組成，包括2個進氣面，空氣過濾器 安裝於進氣面上，進氣面上的空氣過濾器的迎風面面積總和為其正向面對進氣面方向投影 面積的50%以上，空氣過濾器包括平板式結構，氣流驅動部件能使用到所有的空氣過濾器。[0016]本發明突破了 「「風機+對應此風機設置的過濾器」的組合」和「具有外殼或特定 的整體結構形式」的一般思維方式，核心思路是儘量增加空氣過濾器的使用，由進氣面參與 構成封閉空間，空氣能從每個進氣面上的每個空氣過濾器進入此封閉空間，氣流驅動部件 從此封閉空間中吸取淨化後的空氣輸送至所需位置，進氣阻力成倍減小，空氣淨化器的性 能得到全面提升。[0017]本發明所述的「進氣面」是指空氣過濾器迎風面所在的平面，在一個進氣面上僅有 進風氣流，不同的進氣面不在同一平面。[0018]本發明所述的「進氣面上的空氣過濾器的迎風面面積總和為其正向面對進氣面方向投影面積的50%以上」，本質含義是儘量多的利用進氣面上的面積作為空氣過濾器的迎風 面，如果在50%以下，說明存在兩個進氣面上的空氣過濾器迎風面面積之和小於裝置在一 個進風面位置的截面面積的情況，沒有充分利用多個進氣面的優勢。[0019]本發明所述的「空氣過濾器包括平板式結構」是指具有與平板式空氣過濾器類似 的平面迎風面和安裝界面，通常是指平板式空氣過濾器，但除了平板式空氣過濾器外還有 其他類型的空氣過濾器也適用於本發明，比如袋式空氣過濾器也具有與平板式類似的平面 迎風面和安裝界面。[0020]本發明所述的「氣流驅動部件能使用到所有的空氣過濾器」是指氣流驅動部件能 充分利用多個進氣面提供的低阻力優勢，無論具體採用多少個氣流驅動部件，每個氣流驅 動部件都能使用到全部的空氣過濾器。[0021]優化的，包括3個進氣面。進一步增加空氣過濾器的使用，通常在空氣淨化裝置用 於空間外向空間內進風時使用，或是在用作空間內的空氣淨化裝置時使用。[0022]優化的，包括4個進氣面。進一步增加空氣過濾器的使用，降低阻力，提高性能。[0023]優化的，包括5個以上的進氣面。適用於高風量的應用方式。[0024]優化的，具有立櫃式結構，側面上至少有2個進氣面，空氣從上部流出。在空氣淨 化裝置用於空間內使用時這種實施方式最典型，利用多個側面進氣能成倍降低阻力，淨化 之後的空氣從裝置上部流出最有利於實現整個室內空間尺度的氣流循環淨化，可以選擇正 上出風、向前上方或者後上方傾斜出風或者擺動出風。[0025]優化的，所使用所述空氣過濾器包括高效空氣過濾器。因為增加了空氣過濾器的 使用，降低了阻力，在大致可比較的條件下，可以使用真正高效甚至超高效空氣過濾器。[0026]優化的，包括具有2個以上空氣過濾器的進氣面。單個的空氣過濾器大小不能無 限擴展，在單個進氣面上使用多個空氣過濾器，能擴展出滿足任意規模淨化風量需求的應 用方式。[0027]優化的，空氣流出氣流驅動部件之後不再經過具有空氣過濾作用的部件。這樣有 利於保持空氣動能，把空氣輸送到遠處，避免氣流路徑短路降低淨化效果。[0028]優化的，氣流驅動部件連接有導流組件。導流組件可以連接在氣流驅動部件的進 風處及出風處，能起到優化多進氣面及空氣過濾器的利用率、優化氣流路徑、提升氣流驅動 部件性能的作用。[0029]優化的，氣流驅動部件在兩個維度上位於進氣面參與組成的空間內。這種狀態下 通常是氣流驅動部件4周被空氣過濾器包圍，可以起到相對不增加或減小體積、減少噪音、 增加美觀程度的作用。[0030]本發明的有益效果體現如下:有益效果1:在風量方面提供高度的規模靈活性。在大致可比較的條件下能數倍提高 淨化風量；在一致的技術特徵下能實現滿足從小型家用空氣淨化器到大型公共空間空氣淨 化需求的裝置，並在技術和經濟兩方面高度可行性。[0031]有益效果2:有效的降低噪音。在大致可比較的條件下，因為空氣過濾器總量成倍 增加，使得進氣阻力相應成倍下降，空氣過濾器迎風面風速也成倍下降，降低了噪音，同時 還能使用低風壓高風量的空氣驅動裝置，更能有效降低噪音水平。[0032]有益效果3:在使用真正高效甚至超高效空氣過濾器的情況下，獲得足夠的實用性。真正的高效空氣過濾器及同義英文縮寫HEPA在中國及其他多個國家都存在具體的技 術標準，對其性能指標有明確的數據要求，某些空氣淨化器的宣傳材料中把HEPA作為一個 形容詞使用，誤導了消費者。事實上，在現有絕大多數空氣淨化裝置上直接使用高效空氣過 濾器會存在風量低、噪音大、壽命短等諸多問題。在大致可比較的條件下，本發明使得空氣 過濾器的整體阻力的成倍下降，風量、噪音、壽命的問題得到了較好解決，使空氣淨化裝置 直接使用高效空氣過濾器具有了足夠的實用性，在使用超高效空氣過濾器的情況下，能對 細菌、病毒提供很高的單次過濾效率，能滿足醫療安全等目的的應用。[0033]有益效果4:阻力降低使得能耗降低。[0034]有益效果5:在多個進氣面上使用空氣過濾器使得體積可以大致不變或減小。[0035]有益效果6:在出風部分不使用過濾器，能起到兼顧氣流路徑優化，防止氣流短路 的效果。[0036]有益效果7:使用多個空氣過濾器，使得整體塵容量成倍增加，空氣過濾器平均壽 命大致同比例成倍增加。[0037]有益效果8:具有平板結構的空氣過濾器相對其他類型的過濾器維護方便，通常 只使用吸塵器就能做好維護工作。【專利附圖】

【附圖說明】[0038]圖1是第一種有2個進氣面的實施方式結構示意圖。[0039]圖2是第二種有2個進氣面的實施方式結構示意圖。[0040]圖3是一種有3個進氣面的實施方式結構示意圖。[0041]圖4是第一種有4個進氣面的實施方式結構示意圖。[0042]圖5是第一種有5個進氣面的實施方式結構示意圖。[0043]圖6是第二種有4個進氣面的實施方式結構示意圖。[0044]圖7是第一種包括具有2個以上空氣過濾器的進氣面的實施方式結構示意圖。[0045]圖8是第二種包括具有2個以上空氣過濾器的進氣面的實施方式結構示意圖。[0046]圖9是第二種有5個進氣面的實施方式的橫截面結構示意圖。[0047]圖10 —種氣流驅動部件連接有導流組件的實施方式結構示意圖。[0048]附圖標記說明:10_氣流驅動部件；11至15-不同的進氣面及位於其上的空氣過 濾器；20_安裝在氣流驅動部件進風處起導流作用的管道；25_安裝在淨化裝置出風處的風 向調整組件；30_淨化後的空氣流向。【具體實施方式】[0049]實施例一:請見圖1，高性能空氣淨化裝置安裝於建築物頂部下側轉角位置，左右 兩面牆體中間，與大氣環境連通，包含一個氣流驅動部件10和兩個進氣面11、12，10為靜音 管道風機，11、12上各有一塊平板式高效空氣過濾器，高效空氣過濾器的迎風面面積超過其 所在進氣面投影面積的50%，11,12和建築物的4個面構成了一個封閉的進氣空間，在右側 牆體不存在時，可以用一平面擋板代替牆體構成封閉的進氣空間。10從此空間中驅動空氣 流向30向左側的室內提供淨化新風。在體積大致相同的情況下，本高性能空氣淨化裝置 所使用的空氣過濾器包含的過濾材料總量大大超越傳統的空氣淨化裝置，進氣阻力成倍降低。實施例一為本發明的一種簡單應用方式，包括了必要的技術特徵並體現了全部的有益 效果。[0050]實施例二:請見圖2，類似於實施例一，包括10、11、12，不同之處在於11和12成V 形安裝，可以減少對建築物一個面的需求。[0051]實施例三:請見圖3，是一種具有三個進氣面的實施方式，氣流驅動部件10和三個 進氣面11、12，13，每個進氣面上各有一塊平板式高效空氣過濾器，高效空氣過濾器的迎風 面面積超過其所在進氣面投影面積的50%。相對於兩個進氣面的情況，三個進氣面進一步降 低了進氣阻力，另外一個面可以為外觀考慮保留，增加裝置的美觀性。[0052]實施例四:請見圖4，是一種具有四個進氣面的實施方式，氣流驅動部件10和四個 進氣面11、12，13,14,10為靜音管道風機，10在裝置的長寬兩個維度上位於四個進氣面參 與組成的空間內，每個進氣面上各有一個平板式高效空氣過濾器，高效空氣過濾器的迎風 面面積超過其所在進氣面投影面積的50%，淨化後的空氣從上部流出。對於具有櫃式結構的 空氣淨化裝置而言，把四個側面都作為進氣面是一種較優的方案，充分利用側面面積儘量 擴大了空氣過濾器的使用，在大致可比較的條件下相對於其他空氣淨化裝置來說優勢非常 明顯:(I)在大致相同的體積和噪音水平下，提供至少2倍風量，在多數情況下可超過4倍風 量；(2)在大致相同的風量下，大致4倍降低進氣阻力、4倍降低空氣過濾器的迎風面風速， 降低了對空氣驅動裝置的風壓需求，能採用風壓更低更靜音的風機，能有效降低噪音，10在 裝置的長寬兩個緯度上位於四個進氣面參與組成的空間內，可以在空間內部使用吸音材料 包裹10，在更大風量的應用方式中，還可以在空間內增加風機消音器；(3)在大致相同的風量下，因為進氣阻力成倍降低，可以直接使用高效甚至超高效空氣 過濾器，以典型的玻璃纖維空氣過濾器阻力為例，高效空氣過濾器阻力為200Pa整體阻力 降至50Pa，超高效空氣過濾器阻力為250Pa整體阻力降至62.5Pa，普通氣流驅動裝置即可 提供具有實用意義的淨化風量；(4)在大致相同的性能下，能有效降低體積，可以採用更小型的氣流驅動裝置達到同等 風量水平，所使用的空氣過濾器總量還能更多；(5)在大致相同的性能下，因為阻力成倍下降，能耗也大幅降低；(6)在大致相同的性能下，淨化後的空氣從上部流出，且不在出風口使用空氣過濾器， 在空氣離開淨化裝置之後也儘量保持了空氣剛離開氣流驅動部件時的動能，能有效避免氣 流路徑短路的情況，能通過在出風口採用不同的導流組件控制空氣流向以實現淨化目標空 間的有效整體循環淨化；(7)在大致相同的性能下，過濾器能提供至少4倍的塵容量，以典型的玻璃纖維空氣 過濾器為例，通常在阻力達到兩倍初阻力時應該更換過濾器，在本實施例中即使過濾器阻 力達到四倍初阻力時仍然可以提供普通空氣淨化裝置能提供的淨化風量，塵容量也得到增 力口，過濾效率通常還會隨著使用時間增加而不斷升高，大大延長了空氣過濾器的壽命；(8)相對於其它類型的空氣過濾器，平板式結構的空氣過濾器的維護、更換都非常方 便，而且製造、運輸、倉儲成本低，產量大，市場供應充足。本實施例為本發明的典型代表。[0053]實施例五:請見圖5，類似於實施例四，不同之處在於增加了進氣面15，共有5個進 氣面，是比實施例四性能更加優越的一種實施方式。[0054]實施例六:請見圖6，類似於實施例四，不同之處在於進氣面的位置有差異，這種 實施方式適合從空間外向空間內部提供淨化新風。[0055]實施例七:請見圖7，一種適合大型室內空間淨化需求的實施例，結構類似於實施 例四，不同之處在於每個進氣面上有兩個空氣過濾器。以高效空氣過濾器的中國國家標準 GB/T13554-2008中的A類無隔板平板式高效空氣過濾器為例計算，單個過濾器體積0.610 米X1.2米X0.069米，額定風量2000CMH，額定風量下阻力為190Pa，整個高性能空氣淨化 裝置體積大致為長寬均為0.748米、高度2.4米,最小體積可達約1.4立方米,額定淨化風 量最大可達16000 CMH。[0056]實施例八:請見圖8，類似於實施例七，不同之處在於每個進氣面上空氣過濾器數 量增加至四個，適用於需要更大淨化風量的應用環境。參照實施例七及本實施例的擴展空 氣過濾器數量的方式，可以得到能滿足數萬CMH以上淨化風量需求的實施方式。[0057]實施例九:請見圖9，類似於實施例四、七、八，不同之處在於裝置側面的橫截面由 矩形變為正5邊形，相應的，增加了進風面15使得側面上的進風面變為五個，適用於需要更 大淨化風量的應用環境。採用類似的擴展進氣面的方式，可以不斷增加進氣面數量，好處是 能提供滿足更大淨化風量需求的實施方式，而且隨著橫截面邊數增加更有利於在其內部安 裝具有圓形外形的氣流驅動部件，能起到優化體積提升性能的作用。[0058]實施例十:請見圖10，類似於實施例七，不同之處在於包括20和25。相對於實施 例七，10的進氣口位置更接近於裝置的中間位置，可以減小空氣過濾器到10進氣口位置距 離的偏差，有利於優化多進氣面及多個空氣過濾器的利用率，類似的方法還包括在20上不 同位置使用不同的管徑和不同位置開孔，20還能起到優化10性能的作用。25改變了 30的 方向，將淨化後的空氣改為向後上方出風，在室內使用時更有利於實現整個室內空間尺度 的氣流循環淨化。[0059]以上實施例中所需但未提及的內容均可由現有技術實現，在此不做進一步描述。[0060]最後說明的是，以上實施例僅用於說明本發明而非限制，相關技術人員應當能理 解，本發明還有更多的具體實施及應用方式，可以進行修改或等效替換，但只要不脫離本發 明的宗旨和範圍，均應屬於本發明的權利要求範圍中。
【權利要求】
1.一種高性能空氣淨化裝置，其特徵在於:主要由氣流驅動部件和空氣過濾器組成， 包括2個進氣面，空氣過濾器安裝於進氣面上，進氣面上的空氣過濾器的迎風面面積總和 為其正向面對進氣面方向投影面積的50%以上，空氣過濾器包括平板式結構，氣流驅動部 件能使用到所有的空氣過濾器。
2.根據權利要求1所述的高性能空氣淨化裝置，其特徵是，包括3個進氣面。
3.根據權利要求1所述的高性能空氣淨化裝置，其特徵是，包括4個進氣面。
4.根據權利要求1所述的高性能空氣淨化裝置，其特徵是，包括5個以上進氣面。
5.根據權利要求1所述的高性能空氣淨化裝置，其特徵是，具有立櫃式結構，側面上至 少有2個進氣面，空氣從上部流出。
6.根據權利要求1至5任意一項所述的高性能空氣淨化裝置，其特徵是，所述空氣過濾 器包括高效空氣過濾器性能以上的空氣過濾器。
7.根據權利要求1至5任意一項所述的高性能空氣淨化裝置，其特徵是，包括具有2個 以上空氣過濾器的進氣面。
8.根據權利要求1至5任意一項所述的高性能空氣淨化裝置，其特徵是，空氣流出氣流 驅動部件之後不再經過具有空氣過濾作用的部件。
9.根據權利要求1至5任意一項所述的高性能空氣淨化裝置，其特徵是，氣流驅動部件 連接有導流組件。
10.根據權利要求1至5任意一項所述的高性能空氣淨化裝置，其特徵是，氣流驅動部 件在兩個維度上位於進氣面參與組成的空間內。
【文檔編號】B01D46/00GK103495313SQ201310490867
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年10月20日 優先權日:2013年10月20日
【發明者】不公告發明人 申請人:劉宏志