CN103277838A - 一体化节能空气净化器 - Google Patents

Abstract

一体化节能空气净化器，包括筒体、空气进口、空气出口、起码精过滤器和粗过滤器二组过滤器、风机，风机和二组过滤器均密封安装在筒体内的连通位置，空气进口、空气出口均连接筒体；粗过滤器安装在近空气进口端。内筒部件中设有紫外光催化空气过滤器，紫外光催化空气过滤器包括纳米载体蜂窝陶瓷片和紫外灯构成。本发明尤其是针对家庭和工作环境降低PM2.5指数提高空气质量提出的方案，本发明还包括在医院广泛应用，具有较低的运行成本和设备方案成本便于推广。

Description

一体化节能空气净化器

一、技术领域

本发明涉及一种空气净化器，尤其是节能一体化空气净化器。

二、背景技术

空气净化器已经是相对比较成熟的发明创造，如CN201210108499给出的大型空气净化器，包括由前后依次连接的进风道、空气过滤通道和出风道构成，空气过滤通道内设空气过滤装置，进风道和/或空气过滤通道内设置风机,所述进风道至少设置两个且呈分支状连通于空气过滤通道前端。

然而PM2.5是更需要解决的空气处理问题。对细颗粒物”的PM2.5指的是粒径更小的颗粒物，“在漂浮于大气中的颗粒物中，使用能够以50%的比率分离出粒径为2.5微米的颗粒物的装置，去除较大颗粒物之后采集得到的颗粒物”。虽然还含有粒径大于2.5微米的颗粒物，但大致指的是粒径在2.5微米以下的颗粒物，有若干0.3-0.5微米的成分。

现有技术还包括CN200410019893空气净化机,包括机壳、集尘过滤器、送风机,机壳形成有室内吸入口及室内排出口;集尘过滤器设置于机壳内,并且利用电场使吸入到机壳内的室内空气中的灰尘颗粒带电,从而利用电吸引力吸附空气中的灰尘颗粒;送风机设置于机壳内,将室内空气在机壳内外强制去除。

CN200980114588空气净化器包括:壳体,该壳体具有穿过其延伸的进气口和排气装置;替换部,该替换部用于容纳液体的贮存器,该替换部可从所述壳体松脱;位于所述壳体内的雾化器,该雾化器被构造成在使用时与液体源相流体接触,以产生液滴薄雾。

CN200910177814.1空气清净机，包括一与地面呈纵向的壳体,其入风口设在壳体的底部,而出风口设在壳体的顶部,凭借壳体下方所设的风扇将空气由下方入风口吸入,空气经由呈纵向壳体内部的纵向空气流道向上经由上方的出风口吹出,而空气由出风口向上吹出后,将持续向下吹。

CN201110093345.2空气过滤器，包括机体，在机体上设有进气口和出气口，在进气口后端连接有进气容调阀，在进气容调阀下端连接有螺杆主机，螺杆主机在另一端连接有油过滤器，油过滤器的另一端连接有油冷却器，油冷却器的另一端连接有断油阀。

CN200610035816.空气净化设备,在空气通道上设置有空气滤网、风扇、放电尖端、集尘筒,其还包括一探测头及与之相连的控制电路;前述的放电尖端固连在一可使该放电尖端与集尘筒位置移动的电机上,该电机与控制电路相连。本发明集成了释放臭氧,负离子,静电集尘。

CN200880106051.5过滤由吸引器吸入的空气的过滤装置,其包括能够容纳液体(12)的第一容器(11);能够被设置在所述第一容器(11)内的第二容器(18),第二容器(18)与所述第一容器(11)大致同轴且相通;与所述第一容器(11)连接的第一传送件(14)。

CN200910168005.4城市空气净化器将新鲜的空气利用抽风机,将空气由空气进入口,抽入城市空气净化器内,经过空气净化网,毛细网,毛细孔,水雾,水管中水、净化液的净化处理后,使达标的新鲜空气再进入地平。

CN201110091045.0的空气处理***,传感器空气通道利用由吹风机产生的低压区域抽吸空气经过所述通道。另一个实施例中,过滤器架包括多个与所述过滤器架形成为整体的连接机构。另一个实施例中,筛位于吹风机入口附近

CN201110301328.水洗空气净化器，由压缩鼓风机与水洗净化器组成，溶器体与进气装置安装在净化空间的墙面上，压缩鼓风机安装在墙体另一面，将墙体打个洞，由软气管循环送风。净化出气装置安装在溶器体内水里，压缩鼓风机把空气吸入进气装置，从净化出气装置冒出。

CN201110412797.2上海交通大学提出的空气净化润湿机包括用以容纳溶液的箱体、顶盖、加水口、放水口、抽风机、进气口和调气挡板。其中，顶盖密封地设置于箱体的顶部，加水口及进气口设置在箱体的顶部或者侧壁的上部，放水口设置于箱体的侧壁的底部，抽风机设置在箱体的顶部。

当PM2.5指数成百及至上千时，我们需要审视呼吸环境，已经到了在生活和工作时使用空气净化器的程度（尤其是重雾霾地区），在今后一段时间，PM2.5指数升高的这种趋势仍可能继续。现有的上述概括的净化空气装置包括：过滤、静电场颗粒吸附空气中的悬浮颗粒、离子放电吸附、水雾去除悬浮颗粒等，但现有技术未能对PM2.5作专门的处理，尤其是针对家庭和工作环境的的降低PM2.5指数提高空气质量，而采用洁净室或净化室的空气净化方案显然运行成本和设备方案成本难以承受并推广。N95口罩是纤维过滤材料的，但其不能清洗，一次使用时间只能保证8小时。

文献报导，测定北京PM2.5的成分：含碳的颗粒物，硫酸根，硝酸根，铵根加在一起占了重量了69%。类似地，1999年测定的上海PM2.5中有41.6%是硫酸铵、硝酸铵，41.4%是含碳的物质。PM2.5主要对呼吸***和心血管***造成伤害，包括呼吸道受刺激、咳嗽、呼吸困难、降低肺功能、加重哮喘、导致慢性支气管炎、心律失常、非致命性的心脏病、心肺病患者的过早死。老人、小孩以及心肺疾病患者是PM2.5污染的敏感人群。

如果空气中PM2.5的浓度长期高于10微克/立方米，死亡风险就开始上升。浓度每增加10微克/立方米，总的死亡风险就上升4%，得心肺疾病的死亡风险上升6%，得肺癌的死亡风险上升8%。关于PM2.5死亡风险的数据源自2002年发表于《美国医学会杂志》的一篇论文。这篇论文分析了一项长期研究中参与者的死亡率和空气污染之间的关系，发现死亡率升高与PM2.5和二氧化硫的污染有关联，而与粗颗粒物污染没有可靠的关联。

3M的N95等系列颗粒物防护口罩都是按照每天在恶劣环境里8小时使用的一次性设计，其滤材是纤维材料。当然空气中也有一定浓度的PM2.5，这个浓度被称为背景浓度。背景浓度大约为3-5微克/立方米左右。

三、发明内容

本发明目的是，提出一种一体化节能空气净化器，采用干式过滤单元，综合考虑到空气净化甚至灭菌的效果，空气净化方案显然运行成本和设备方案成本运行低，同时还可具有去除空气中的其它有害化学物质，具有低能耗低运行成本高运行质量的空气净化装置，且使用寿命长，不会对环境有害，使用中不易对人体可能带来的二次污染。

本发明的技术方案是，一体化节能空气净化器，包括筒体1、空气进口2、起码包括精过滤器5和粗过滤器6二组过滤器、风机8和二组过滤器均密封安装在筒体1内连通位置，空气进口2、空气出口12均连接筒体1；粗过滤器6安装在近空气进口2端。

进一步的，筒体的空气进口端依次安装粗过滤器、精过滤器和抽出式风机，抽出式风机进口与筒体密封，风机通过连接一内筒部件至空气进口。

筒体1的截面圆或矩形均可，精过滤器5、粗过滤器6均采用干式可反吹或清洗的或直接更换的元件。

进一步的，精过滤器与粗过滤器之间设有中效过滤器。

进一步，精过滤器与粗过滤器之间和中效过滤器外框设有密封环与筒体密封（筒内密封或环密封均可）。

进一步，内筒部件中设有紫外光催化空气过滤器，紫外光催化空气过滤器包括纳米载体蜂窝陶瓷片和紫外灯构成。

风机为离心式、回转式或罗茨风机，且为风压大于0.4KPa的风机。粗过滤器采用纸质、纤维或PVA，精过滤器采用PPS复合针剌且以PTFE覆膜的过滤元或纳米纤维精过滤器或其结合的元件。精过滤器是滤除0.2-0.3微米以上颗粒物质的过滤器。

精过滤器、粗过滤器和中效过滤器均安装卡在微凸起的安装止档上，由安装止档将过滤器卡位于筒的密封位置。

过滤器平面可以是一个斜面，过滤材料是以折叠形式，过滤材料的面积为过滤器斜框面积的1.3-4倍。

空气出口的内筒部件9中设有的紫外光催化空气过滤器，用蜂窝陶瓷负载纳米二氧化钛膜为载体（二氧化钛及其掺杂活性离子），尤其是二片蜂窝陶瓷夹一层紫外灯管，或三片蜂窝陶瓷片夹二层紫外灯管，同时去除空气中细菌、催化空气中有机挥发物，包括氮氧化物、硫化物等，又不至于使空气中带有臭氧。

空气出口的内筒部件9中设有紫外光催化空气过滤器，用蜂窝陶瓷负载纳米二氧化钛膜为载体（二氧化钛及其掺杂活性离子），尤其是二片蜂窝陶瓷夹一层紫外灯管，或三片蜂窝陶瓷片夹二层紫外灯管，同时去除空气中细菌、催化空气中有机挥发物，包括氮氧化物、硫化物等，又不至于使空气中带有臭氧。

本发明的有益效果是，这是一种一体化便于安装的家庭和办公室（也包括饭店旅店茶社等公共场所）的运行节能空气净化器，提供一种微正压的净化空气流，用于取代室内的混浊空气，且经过净化甚至催化处理的空气，其流量根据使用场合可以控制在不同的范围，家庭使用甚至只需要每小时10立方米以上即可；经过本发明处理的空气可以PM2.5指数可以达到20以下，即使小流量（电机功率可以在250W甚至100W左右）工作4－5小时后仍能够使室内的PM2.5指数从本来的接近环境的几百左右下降到100以下，如果功率先用大些且流量增加效果更好；本发明在设计上极便于安装和回吹（可以通过风机反吹，或拆下风机用电吹风反吹），精过滤器5和粗过滤器6也均便于取出和重复安装、便于清洗或者更换。本发明开动综合考虑到空气去除颗料和催化净化的效果，空气净化方案运行成本低，同时还可具有去除空气中的其它有害化学物质，设备成本亦很低，产品低能耗绿色，使用寿命长，因精过滤器5和粗过滤器6方便更换或再生，可以保证整个使用条件下的空气运行质量良好，不会出现因过滤器寿命不会对环境有使用中对人体可能带来的二次污染。一般的过滤器要么精度欠缺，不能长时间保证滤除0.3微米颗粒的效率，很容易使用中过滤元件污染，不易清洗反冲，或密封不严密或安装不方便，克服空气净化器可能对人体带来二次污染。

实验表明，使用精过滤器5、粗过滤器6二级过滤器可以使PM2.5指数在出风附近降86%以上；使用三级过滤器可使PM2.5指数降91%以上，理想条件可以使出风PM2.5指数在10－20。

本发明尤其是针对家庭和工作环境降低PM2.5指数提高空气质量提出的方案，本发明还包括在医院广泛应用，具有较低的运行成本和设备方案成本便于推广。也用于空调甚至机动车房间微微增新风，保证闭间内空气输入的优质，可排出甲醛、TOC、氡等有害气体，对北方取暖的冬季以及南方夏季的空调间亦是良好的新风（尤其是室外雾霾）输送装置。

四、附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是本发明过滤器平面结构示意图。

五、具体实施方式

如图所示，筒体1、空气进口2、连接环3、安装止档4、精过滤器5、粗过滤器6、连接螺栓7、风机8、内筒部件9、过滤元件10、密封环11、空气出口12。

本发明主要采用干式过滤单元,该干式过滤单元设有由、纸、纤维包括聚氨酯材料、PVA制成的过滤件并构成的过滤器。

内筒部件9中设有紫外光催化空气过滤器，用蜂窝陶瓷以纳米膜为载体（二氧化钛及其掺杂活性离子负载催化剂，可采用高淳陶瓷产品），尤其是二片蜂窝陶瓷夹一层紫外灯管，或三片蜂窝陶瓷片夹二层紫外灯管，同时去除空气中细菌、催化空气中有机挥发物，包括氮氧化物、硫化物等，又不至于使空气中带有臭氧。每层紫外灯管采用与蜂窝陶瓷片直径匹配的产品，大直径蜂窝陶瓷片时也可以采用长根紫外灯管。紫外灯管的波长短些效果更好。

筒体1的截面是圆或矩形均可，可以安装在墙或门窗上。过滤器外框的直径与筒内径过盈配合以期密封良好。精过滤器5、粗过滤器6和中效过滤器均可以安装卡在微微凸起的安装止档4上。由安装止档将过滤器卡位于筒的密封位置。当然，也可以采用其它结构：精过滤器5、粗过滤器6和中效过滤器、风机及导风筒制备成分节的，再通过连接环将各部件连接起来，形成一个密封通路。

精过滤器5、粗过滤器6均采用干式可反吹或清洗的或直接更换的元件。

风机采用抽出式风机结构，如离心式、回转式或罗茨风机，也可采用轴流风机，最好风压大于0.4KPa的风机，结合功率的考虑，以离心风机为较优实施例，功率为90－500W用于家用。尤其是120－250W功率的记心风机效果更好，设有风机调速或变速开关更方便使用。小风量使用时微微排出室内包括厨卫浊气、甲醛、氡气等。即使90W的离心风机，仍能够使入风量大于15立方/小时；当然通过调速可以控制风量，在节能和空气布新中求得平衡，紫外光催化空气过滤器可以控制其工作时间，如通过定时或手工控制。

粗过滤器可采用纸质或纤维，只要滤膜对于0.3微米以上的颗粒有大于95%以上的截留效率，就算是合格的。损失部分极细小的颗粒物对结果影响并不大，因为那部分颗粒对PM2.5的重量贡献很小。

精过滤器采用PPS复合针剌且以PTFE覆膜的过滤器。精过滤器是滤除0.2-0.3微米以上颗粒物质的过滤器。精过滤器也可采用纳米纤维过滤元件。

精过滤器5、粗过滤器6均可采用干式可反吹或清洗的或直接更换的元件。

粗过滤器适用于空调***的初级过滤，主要用于过滤5μm以上尘埃粒子。这种过滤器有板式、折叠式、袋式三种样式，外框材料有高聚物框、纸框、金属材料框、框的外缘设有密封圈，过滤材料有纸芯、无纺布、尼龙网、活性碳滤材等，防护网有设有一面喷塑铁丝网和双面镀锌铁丝网。

过滤器的框是以坚固的防水板组成，用来固定已折叠完成的滤材。外框上对角线的设计能提供大过滤面积，并使内部滤材紧密的粘附在外框上。过滤器框周皆以专业粘合胶水与外框粘合，能防止空气泄漏或因风阻压力造成破损的情况发生。

如纸框构成外框的过滤器，外框一般分为一般硬纸框和高强度摸切硬纸板，滤芯为打褶的纤维过滤材料内衬单面金属丝网。外型美观。结构坚固耐用。一般硬纸板外框用于制造的过滤器，可用于任意规格过滤器生产，高强度，不宜变形。高强度摸且硬纸板用于制造标准规格的过滤器，特点为规格精度高，美观成本低。

中效过滤器（包括其它过滤器），过滤材料(滤元或滤件)是以折叠形式装入高强度膜的硬纸板内，迎风面积增大。流入的空气中的尘埃粒子被过滤材料有效阻挡褶与褶之间。洁净空气从另一面均匀流出，因此气流通过滤器是平缓和均匀的。视过滤材料不同，它所阻挡的粒径从0.5μm到5μm而不同，过滤效率也不同。

中效过滤器作为精过滤器即高效过滤器的前端过滤，以减少高效过的负荷，延长其使用寿命；由于迎风面大，因此空尘量大、风速低，效果良好。中效过滤器在空气过滤器中类属F系列过滤器。

图2本发明过滤器平面结构示意图中，过滤器平面可以是一个斜面（而不垂直于筒的截面），过滤材料(滤元或滤件)是以折叠形式安装，又使过滤材料的面积为斜框面积的1.3-4倍，增大过滤面积可明显延长使用寿命。外筒空气进口是一弯管，便于安装在室外防雨防雪。外层的粗过滤器可以是式过滤器，主要反冲或其它再生方法对精滤元件进行处理。

总之，本发明结构紧凑，可一体化安装，运行成本低、使用中让人放心安心。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (10)

1.一体化节能空气净化器，其特征是，包括筒体、空气进口、空气出口、起码精过滤器和粗过滤器二组过滤器、风机，风机和二组过滤器均密封安装在筒体内的连通位置，空气进口、空气出口均连接筒体；粗过滤器安装在近空气进口端。

2.根据权利要求1所述的一体化节能空气净化器，其特征是筒体的空气进口端依次安装粗过滤器、精过滤器和抽出式风机，抽出式风机进口与筒体密封，风机通过连接一内筒部件至空气进口。

3.根据权利要求1或2所述的一体化节能空气净化器，其特征是，精过滤器与粗过滤器之间设有中效过滤器。

4.根据权利要求2或3所述的一体化节能空气净化器，其特征是，精过滤器与粗过滤器之间和中效过滤器外框设有密封环与筒体密封（筒内密封或环密封均可）。

5.根据权利要求2或3所述的一体化节能空气净化器，其特征是，内筒部件中设有紫外光催化空气过滤器，紫外光催化空气过滤器包括纳米载体蜂窝陶瓷片和紫外灯构成。

6.根据权利要求2或3所述的一体化节能空气净化器，其特征是精过滤器是滤除0.2-0.3微米以上颗粒物质的过滤器。

7.根据权利要求2或3所述的一体化节能空气净化器，其特征是，风机离心式、回转式或罗茨风机，且为风压大于0.4KPa的风机。

8.根据权利要求2或3所述的一体化节能空气净化器，其特征是，粗过滤器采用纸质、纤维或PVA，精过滤器采用PPS复合针剌且以PTFE覆膜的过滤元或纳米纤维精过滤器或其结合的元件。

9.根据权利要求2或3所述的一体化节能空气净化器，其特征是，精过滤器、粗过滤器和中效过滤器均安装卡在微凸起的安装止档上，由安装止档将过滤器卡位于筒的密封位置。

10.根据权利要求2或3所述的一体化节能空气净化器，其特征是，过滤器平面是一个斜面，过滤材料是以折叠形式，过滤材料的面积为过滤器斜框面积的1.3-4倍。

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