CN1030820C - 便携式空气净化器 - Google Patents

Abstract

一种便携式小型室内空气净化器，其内部具有过滤件，空气在经过该过滤件之后由一离心扇抽出。在这种空气净化器中，由于空气是从至少一块弧形的涡形板与围绕在该涡形板周围的导流壁之间经过的，因此空气是沿径向均匀地排出的。该空气净化器在过滤件壳体受到损坏或盖被移走的情况下自动地停止工作。

Description

本发明涉及便携式室内空气净化器，特别涉及一种小型的便携式室内空气净化器，在这种空气净化器中，空气在经过了一个过滤件之后通过一涡形板的出口而被排出，在涡形板的出口处，空气相对于一离心扇的旋转轴线沿切向导出，所使用的离心扇用于传送空气、使空气从其中通过。一个外导流壁安装在与所述的涡形板的壁相隔一定间隔的地方，并且该外导流壁与涡形板的壁逐渐汇聚，从而形成了一个锥形通道，空气通过该锥形通道一般沿该空气净化器的径向排出。在最佳实施例中，所说的过滤件是一个圆筒形状的HEPA过滤件，该过滤件安装在一个盖内。一电机安装在该过滤件的圆筒中央处，用于驱动上述的离心扇。所设计的导流壁提供了一个基本呈环形的开口，当空气被绕着该净化器的底座导引时空气从上述开口排出。

在最佳实施例中，盖与底座凭借一个固定的电装置进行内联接，以在将盖移开的情况下或在盖与底座未锁合的情况下或在盖松动并因此而解除了盖相对于底座的压力的情况下不向电机提供动力，这样就保证了安全、消除了由于意外接触离心扇而造成伤害的任何可能性。

在某些实施例中，用两个或多个涡形板和/或导流壁来使空气在空气净化器的周围均匀分布。

人们对于净化家庭居室和工作场所中的空气的需求在不断增加，特别是在市区，空气的污染程度已超出了所规定的指标，影响着人们的身体健康，这就需要通过去除空气中的有害物质来改善人们的生活和工作环境。

污染的空气使人们易患呼吸道传染病以及其它疾病，特别是有损于那些患有过敏症或患有哮喘病的人的身体。表明污染程度很严重的迹象是：灼伤眼睛、鼻子发炎、咽喉疾痛、头痛、晕眩、咳嗽和打喷嚏。这部分人经常吸入灰尘、烟、花粉、铸造过程中的粉尘、酸类物质、细菌、病毒、动物的毛发、煤灰以及有害的化学物质。

为了减轻空气污染，很多办公室和家庭居室都采用中央过滤系统来清除空气中的各种有害颗粒。令人遗憾的是，这样的经济适用的中央系统消除空气中的颗粒不超过80％至85％，并且只对1微米或更大的颗粒起作用。

对于净化空气的需求导致人们创造出一种特殊的过滤元件，这种过滤元件被定义为HEPA过滤件。HEPA                              是High Effciency Particulate Air Filters的缩写，HEPA过滤件即为高效能空气粒子过滤件，这种过滤件的最低过滤率为99.97％。工业上是这样定义HEPA过滤件的，即：这些过滤件对悬浮在空气中的颗粒的过滤率为99.97％，所过滤的颗粒的尺寸为0.3微米或更大。

虽然最初设计的HEPA过滤件是用在实验室、电子车间、生物室、医院以及类似的超清洁的环境中，但后来人们已将这种HEPA过滤件以便携式结构进行使用，这种便携式结构的HEPA过滤件可使用在单个的房间中。

在美国专利US4,629,482中公开了一种便携式HEPA室内空气净化器，这种净化器在使过滤了的空气均匀地分布方面具有特殊的用途，并且所设计的这种净化器在过滤筒被阻塞和应该更换过滤筒时会给出一指示信号。该净化器包括一圆筒状的HEPA过滤件，以便增加过滤材料的整个表面面积，所说的过滤件安装在一个具有环形排气口的壳体内，所说的环形排气口与该净化器的底座相邻。用一个离心扇使空气在通过了一过滤件之后被抽出，并使抽出的空气从上述环形排气口中径向向外排出。由于该净化器外形结构上的原因，需要将该净化器的底座与装有圆筒形过滤件的主体间隔开，这就需要将该净化器设计得比某些用户所要求的最佳结构大。

鉴于上述原因，就需要通过提供一种小型的便携式室内空气净化器来克服上述现有技术当中的便携式空气净化器在物理尺寸方面的缺陷，但不能影响该净化器原有的性能，以在一室内过滤空气并使该空气均匀分布。

本发明涉及小型便携式室内空气净化器，该净化器具有一个壳体，一过滤件放置在该壳体中，从而联通空气入口与空气出口，在所述的空气净化器中一离心扇由电机驱动，从而通过入口向内推动空气并向着出口将空气排出。该便携式空气空气净化器还包括至少一个涡形板，该涡形板的取向使得空气能够通过涡形板的排放而相对于离心扇的轴线沿切向从离心扇中导出。一导流壁相对于上述排放口呈间隔安装，并且，该导流壁相对于涡形板向内倾斜而与之组成一个敞开的锥形通道，当空气通过上述空气出口排出时，空气通过所述的锥形通道而导行。

在一些实施例中，用单一的一个弧形的涡形板使空气向着一环形导流壁排出，该环形导流壁在涡形板的周围延伸并朝着涡形板向内倾斜而形成锥形，该锥形端远离由涡形板形成的排放口，从而使得所排出的空气的一部分在从净化器中排出时被环绕着该净化器而导引。在另一些实施例中，采用了两个或多个涡形板，每块涡形板均呈弧形。按照这种方式，由涡形板至少构成两个排放口，这至少两个排放口与导流壁相距一定间隔，从而形成分开的传送通道，空气通过这些通道而从过滤装置中排出。

在最佳实施例中，壳体是圆筒形的，因而在涡形板与导流壁之间所形成的通道也是弧形的，由此使得空气围绕着该装置的整个圆周排出。

本发明的便携式室内空气净化器还包括一个圆筒形的HEPA过滤件，该过滤件安装在一个坐落于涡形板上的支承件上。一个用于驱动离心扇的电机安装在圆筒形过滤件的中央位置，从而使得该净化器的结构紧凑小型化。

为了确保该净化器在有小孩的场合中能安全操作，所说的壳体带有一个盖，该盖与底座凭借一个固定的安全装置而进行内联接，从而在盖未与底座锁合或相对于底座松动或意外破裂等情况下终止向电机提供动力。

本发明的主要目的是提供一种非常小型的便携式室内空气净化器，在这种空气净化器中，空气围绕着该装置的整个圆周径向向外排出，从而使过滤了的空气均匀地分布于该净化器进行工作所处的区域。

本发明的另一个目的是提供一种便携式小型室内空气净化器，这种空气净化器具有经济适用的结构，因而可适用于更广泛的消费者，同时，在这种空气净化器中，所设计的装置能够在人们移开盖子试图接触该装置的内部的情况下防止电机及离心扇运转；或者，一旦壳体受到破坏，该装置自动停止工作。

本发明还有一个目的是提供一种结构紧凑的小型便携式室内空气净化器，该空气净化器包括一个圆筒形的HEPA过滤件，这种过滤件能以99.97％的比率有效地清除室内空气中的0.3微米或更大的颗粒。

图1是本发明的最佳实施例的俯视立体视图。

图2是沿图1中所示的过滤装置所取的横截面剖视图。

图3是图1中所示的便携式室内空气净化器的组装视图。

图3A是表面图1中所示的室内空气净化器的安全开关、盖及其底座的局部组装视图。

图4是图1中的便携式室内空气净化器的底部的俯视平面图，该图表示出了一对与一公共导流壁相关联的涡形板。

图5是本发明的另一实施例的局部横截面示意图。

图6是图5所示的室内空气净化器的局部组装视图。

图7是沿图5中的7-7线的横截面剖视图。

参见附图，本发明的小型便携式室内空气净化器10包括一个盖11，该盖11有选择地安装到一底座12上。一个“开-关”(“ON-OFF”)及速度控制装置13穿入盖11的中央部位的顶部，并且，该控制装置13包括一个操作手柄14，该操作手柄14位于凹槽15当中，从而使该手柄14与盖11的上表面的轮廓基本齐平。在图1-4所示的实施例中，盖11被模制成两部分，这两部分沿着焊接线16组装到一起。该盖11包括若干个向外延伸的凸片17，这些凸片17界定了若干个空气入口18，也界定了若干个空气出口19。空气入口18围绕着盖的上部在竖直及水平方向上间隔开，空气出口19邻接于盖的下部并围绕着盖的下部。如图所示，所设置的空气入口18和空气出口19分布于盖11的整个圆周。竖直延伸的肋20与水平凸片17成整体模制，借助于这些竖直延伸的肋20，水平凸片17环绕着盖11的圆周在间隔之处得到加强。

安装在盖11内部的是一个托架组件21，该托架组件21具有一个环形的、具有开口的底部22和若干条竖直延伸并间隔开的腿23。该托架组件21还包括一个位于上部的电器盒24，“开-关”及速度控制装置13安装在该电器盒24中。控制装置13通过电线(未示出)与一电机26电联接。该电机26借助于若干个穿过开口28的销子27而被悬挂并借助于传统的紧固元件而被固定在托架组件21上或被焊接在托架组件21上，所说的开口28位于托架组件21的每条腿23上。一般将电机26安装在盖11的中心位置上，电机26包括一驱动轴29，驱动轴29向下伸向该装置的底部12。一个一般的圆筒状HEPA过滤件30环绕在电机26的周围并固定于盖11的顶部与托架组件21的环形底部22之间。这个HEPA过滤件30包括上下环形密封件31，该密封件31是由弹性材料制成的。过滤件30的结构可以是多种多样的，然而，一般来说，该过滤件30最好包括若干个如美国专利US4,629,482所公开的那种竖直延伸的褶段，所说的美国专利US4,629,482的主题包含在此作为参考。

离心扇32安装在电机26的驱动轴29上，该离心扇32包括若干个径向间隔的叶片33。应当注意的是，术语“离心扇”包括工业上公知的其它形式的扇，例如向前弯曲的弧形的和向后倾斜的扇，并且扇的结构可以进行变化，这些均不会与本发明的发明特征相脱离。如图2所示，离心扇32被放置在由底部12所界定的空腔34中。

底座12包括一个底壁35和一对环形的侧壁36、37，该侧壁36、37构成了一个通常为U型的槽，这个U型槽是模制在38上的，从而形成了一个将该空气净化器提起所用的手柄。底座12还包括一个环形的导流壁40，该导流壁40从底壁35向上延伸并终止于与托架组件21的环形底部22相距一定间隔处。在导流壁40与侧壁37之间形成了一个环形座39。导流壁40沿着一条想象中的圆环线(该圆环的轴线位于底壁35的中心点)延伸。一对涡形板41、42从底壁35向上延伸并位于导流壁40所围的空间内，每块涡形板分别包括第一端和第二端43、44、45、46。涡形板41、42的端部彼此相邻并相距一定间隔，从而形成了排放口47、48，通过该排放口47、48，空气相对于离心扇的旋转轴线沿切向导出。每一块涡形板41、42一般呈圆弧形形状，但它们并不需要接合成一个圆形，所以端部43和46可从一个精确的正圆环线上向外张开。参见图2可以看出，涡形板41和42在导流壁40的上边棱的上方处向上延伸，并且在所示的实施例中，涡形板41和42为托架组件21的环形底部22提供了支承。

特别参见图4，涡形板41、42与导流壁40之间的位置关系是这样的，即：在它们之间形成了一对弧形的并向内逐渐变窄而成锥形的通道49、50，每一条通道沿其整个长度方向、沿着它的上部区域是敞开的，以便与在盖11中形成的空气出口19相连通。以这种方式，当空气如图4中的箭头所示从排放口47、48向外排出时，空气的特定部分将通过相邻的空气出口19，而被立即排出，而一部分空气将被导入通道49、50，通道49、50的一端是呈收缩形式的，因此迫使空气通过空气出口19的下游向上、向外排出。以这种方式，径向流动的空气均匀向外分布地从空气出口19排出。如果没有涡形板与导流壁之间的这种位置关系，则空气将如图中的从排放口47、48处延伸出来的虚线所示沿两个方向直接从装置中向外排出，这样的空气流动将不能在室内形成均匀的空气分布。

图1-4中所示实施例的结构包括两块涡形板与一个单独的导流壁，以使从所用装置中排出的流动空气均匀地分布于该装置的周围空间，应当指出的是，受图1-4所示实施例的教导和启发，人们也可以在某些情况下用一块涡形板和一个导流壁来实现上述这种空气分布，而在另一些情况下也可以用三块、四块或更多块涡形板与一个或多个导流壁一起来实现上述这种空气分布。

通过将盖11有选择地与托架组件21的底部22相联接而在盖11盖住时将盖11与底部12锁合起来。托架组件21通过螺钉(未示出)而与底座相联接，所说的这些螺钉穿过底部上的若干个相间隔的孔51并进入形成了每一涡形板41、42的外壁上的呈间隔排列的螺纹深孔52中。在托架组件21的底部22的周边上形成有若干个缺口53，这些缺口53将底部22的周边分割成若干个相间隔的弧形的锁合凸缘54。盖11上具有若干个在内部延伸的锁合件55，当盖11就位时该锁合件55进入到缺口53当中，从而使得最低的凸片17坐落在底部侧壁36和环形座39上。此后，通过使盖11相对于底座转动，锁合件55将移动而不再与缺口53对准，并且锁合件55将与锁合凸缘54的底面相啮合，如图2所示。在这一位置上，盖11不经转动不能直接从底座上拿掉，只有使盖11转动而将锁合件55与缺口53重新对准才能将盖11从底座上取下。

盖11与底座12之间的锁合装置还包括一个用以在盖11尚未完全相对于底座12锁合就位的情况下防止电机和离心扇运转的安全内锁。为达到这种安全内锁的目的，盖11上至少具有一个、最好是两个或多个垂挂的弧形凸缘56，如图3A所示，该凸缘56从底部的最底处向下延伸。所设计的凸缘56垂挂在与底座侧壁37相邻的位置处并位于侧壁37与侧壁36之间所形成的U型槽中。一个动力控制安全装置70安装在一模制的凹槽57中并借助于盖子71而被保持在该凹槽57中，所说的凹槽57沿着底座12上的环形座39的一个区段而形成，所说的盖子71通过螺纹件“S”而与底座进行螺纹联接，螺纹件“S”伸入到螺纹安装件58中，该螺纹安装件58是整体模制在底座12中的。

安全装置70通过普通的动力线(未示出)与一电源有选择地连接并通过电线(未示出)而与“开-关”装置13相连接。

该装置70包括一个内部“接通-断开”接触器，该接触器自动地转向断开状态，在这种状态下无动力传送到“开-关”装置13上。所说的内部“接通-断开”接触器包括一个外部弹性承载辊式致动构件72，当该辊式致动构件72被朝着装置70的壳体向内推动时，“接通-断开”接触器被推入到“接通”状态，由此而向“开-关”装置13提供动力。

当把盖11放到底座12上并将其转至与底座12相锁合的位置上时，垂挂的凸缘56将被导入到一条在盖子71的侧壁73与底座12的外侧壁36之间形成的长口中。辊式致动构件72位于所说的长口中。凸缘56将与辊式致动构件72相接合并使其一直抵靠在装置70的壳体上，因此而使得“接通-断开”接触器处于接通状态，从而向“开-关”装置13提供动力。当把盖11从它与底座12相锁合的位置上转动时，凸缘56将与辊式致动构件72相脱离，因此就使得“接通-断开”接触器断开了，从而自动地终止了向“开-关”装置13提供动力，这样也就使得电机及离心扇立刻停止运转。特别参见图5，该图示出了一种改型的便携式空气净化器59的示意简图，在这种空气净化器中，导流壁是由一对环形壁60、61组成的，这对环形壁60、61在竖直方向上彼此相距一定间隔，从而形成一个环形的空气出口62。在这一实施例中，盖11′不象前述实施例那样延伸至空气出口处，盖11′仅仅是以与上述美国专利US4,629,482所公开的方式相类似的方式围住HEPA过滤件30。图5表示出了各组成构件之间相互的位置关系，其中，在底座12，内运转的离心扇被安装在一个单一的涡形板64的中央部位上，该涡形板64具有一个排放口65。通过这个排放口65，已经被过滤了的空气向着环形出口62排出。如组装图图6所示，其上具有环形壁60的第二板66的安装与涡形板64呈叠置关系。正如前述实施例的情况一样，从排放口65排出的空气被导入到一敞开的锥形通道67中，该锥形通道67是在底座上的相间隔的侧壁61、60与涡形板64的外表面之间形成的。用这种方式，一些从排放口65中出来的空气从与该排放口相邻的环形排出口中排出，而同时另一些空气借助于侧壁61、60的内表面而传输并被涡形板64的外壁向外压，正如图7中的箭头所示的那样。因此，在这一实施例中，为了使得从离心扇中排出的空气相对于该空气净化器径向向外均匀地分布，采用了单一的一块涡形板和一对相间隔的导流壁。

采用带有一环形出口的相间隔的导流壁(所说的环形出口位于相间隔的导流壁之间)，这一设计思想被包含在本发明的教导之中。本发明可采用两个或多个涡形板来导引从空气净化器中排出的空气。

Claims (10)

1.一种便携式空气净化器，包括：一个具有空气入口和空气出口的壳体；一个放置在所述壳体内并位于所述的空气入口与空气出口之间的过滤件；一个放置在所述壳体内的扇；一个用于驱动扇以使空气通过空气入口而被吸入并在经过了所述的过滤件之后从所说的空气出口排出的电机；其特征在于，所述净化器还包括有：至少一个安装在所述壳体内并位于所说的扇与空气出口之间的弧形的涡形板，该涡形板具有内表面和外表面并界定了一个排放口，通过这个排放口空气向着所说的空气出口排出。

2.按照权利要求1的便携式空气净化器，其特征在于，包括多个涡形板，每一块涡形板具有第一端和第二端，每块涡形板的第一端和相邻涡形板的第二端界定出了多个排放口。

3.按照权利要求1的便携式空气净化器，其特征在于，所说的扇是一个离心扇，所说的过滤件是一个圆筒形的HEPA过滤件。

4.按照权利要求2的便携式空气净化器，其特征在于，所说的扇是一个离心扇，所说的过滤件是一个圆筒形的HEPA过滤件。

5.按照权利要求1的便携式空气净化器，其特征在于，所说的空气入口围绕着所说的过滤件延伸。

6.按照权利要求3的便携式空气净化器，其特征在于，所说的空气入口围绕着所说的过滤件延伸。

7.按照权利要求4的便携式空气净化器，其特征在于，所说的空气入口围绕着所说的过滤件延伸。

8.按照权利要求1的便携式空气净化器，其特征在于，所说的壳体包括一个底座和一个盖，底座和盖上具有用于确保盖安装到底座上的内联接组件；还包括当底座与盖未彼此锁合时使所述电机停止运转的、电联接的安全装置。

9.按照权利要求1的便携式空气净化器，其特征在于，所说的涡形板相对于所说的扇沿径向向外相间隔安装。

10.按照权利要求9的便携式空气净化器，其特征在于，所说的涡形板和所说的底座限定了所说的排放口。

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