專利名稱：空氣凈化器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種空氣凈化器。具體地，該空氣凈化器被設(shè)計(jì)成能夠從空氣可靠 地去除污染物顆粒的、適用于家庭和/或個人使用的低成本單元。
背景技術(shù)：
已知的空氣過濾器使用風(fēng)扇來產(chǎn)生穿過固態(tài)過濾介質(zhì)的空氣流。盡管這樣的過 濾器是成功的，但需要相對大的風(fēng)扇來克服越過過濾器的壓力降，從而形成相對有噪聲 且消耗相對大量的能量的裝置。許多已知的空氣凈化器產(chǎn)生水霧來截留空氣中所攜帶的顆粒。這些空氣凈化器 包括具有旋轉(zhuǎn)管的US 7,115,155，該旋轉(zhuǎn)管的底端位于貯存器中。所述管具有多個開口， 當(dāng)管旋轉(zhuǎn)時，水在離心力下通過所述開口噴射。這產(chǎn)生薄霧，空氣流穿過該薄霧而被凈 化。US 6,656,253使用超聲波噴霧器來產(chǎn)生薄霧。使顆粒的薄霧帶電，以吸引空氣流 中攜帶的顆粒。帶電顆粒和所攜帶的污染物的流然后穿過截留污染物的收集面。WO 02/077537公開了一種分配器，該分配器產(chǎn)生截留空氣中的污染物的噴霧 滴。然后臟物流穿過UV室和過濾器，以在水被再循環(huán)之前去除污染物。本發(fā)明旨在提供一種低耗能的低成本簡單裝置，該裝置適于家庭使用并且可易 于由使用者維護(hù)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種空氣凈化器，該空氣凈化器包括殼體；該殼體具有穿過其延伸的進(jìn)氣口和排氣裝置；替換部，該替換部用于容納液體的貯存器，該替換部可從所述殼體釋放；位于所述殼體內(nèi)的霧化器，該霧化器被構(gòu)造成在使用時與液體源相流體接觸， 以產(chǎn)生液滴薄霧；所述霧化器被構(gòu)造成在使用時向上噴射所述薄霧；所述殼體內(nèi)的腔室，所述薄霧基本被保持在該腔室中；所述殼體內(nèi)的風(fēng)扇，該風(fēng)扇被構(gòu)造成在使用中產(chǎn)生通過所述進(jìn)氣口并進(jìn)入所述 腔室的空氣流，使得位于所述空氣流內(nèi)的污染物中的至少一些被所述薄霧驅(qū)出所述空氣 流，并且驅(qū)向所述替換部和/或污染物出口。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種替換部，該替換部用于根據(jù)本發(fā)明的第一 方面所述的空氣凈化器，其中，該替換部包括殼體；所述殼體內(nèi)的貯存器，該貯存器中適于容納液體；穿過所述殼體的至少兩個孔，其中一個孔是液體出口，另一個孔是液體入口。優(yōu)選地，所述替換部的所述貯存器中設(shè)置有液體。
可選地，所述替換部的所述貯存器中設(shè)置有非液態(tài)化學(xué)組分，該組分可以與由 該替換部的使用者添加到所述貯存器的水混合。所述非液態(tài)組分可以是干粉或干粒狀化 學(xué)組分。所述非液態(tài)組分可以是凝膠、成凝膠的或者凝膠狀化學(xué)組分。所述非液態(tài)組分 可以是氣態(tài)化學(xué)組分，優(yōu)選的是，該氣態(tài)化學(xué)組分的密度比空氣大，使得在使用者試圖 向所述貯存器加水時，所述氣態(tài)組分不從所述貯存器逸出。可選地或者附加地，所述替換部設(shè)置有適于在其中保存液體芳香劑的芳香劑貯 存器。在雙貯存器(貯存器和芳香劑貯存器)的布置中，所述貯存器之間可以存在流體連 接，以允許在使用時，保持在所述芳香劑貯存器中的液體流到所述貯存器中。可選地， 在所述貯存器之間不存在流體連接的情況下，所述芳香劑貯存器可以具有至少一個在使 用時起到液體出口作用的孔?？梢栽谒鎏鎿Q部中設(shè)置多個芳香劑貯存器，由于在每個 芳香劑貯存器中可以保持不同的液體芳香劑，因此這可以是有利的。在使用本發(fā)明的空氣凈化器時，由所述霧化器產(chǎn)生的薄霧優(yōu)選地接觸和/或截 留空氣流中的污染物，以將它們驅(qū)出空氣流并迫使它們從所述排氣裝置離開，同時通過 所述排氣裝置從所述凈化器排出的空氣包含的污染物數(shù)量減少。優(yōu)選的是，產(chǎn)生的所述 薄霧均被阻止通過所述排氣裝置，以提高所述空氣凈化器的效率。本發(fā)明的空氣凈化器優(yōu)選地適用于家庭和/或個人使用。優(yōu)選地，所述殼體具有下部和上部。所述空氣凈化器優(yōu)選地布置成在正常使用 時，所述殼體的所述下部與所述空氣凈化器從其上運(yùn)轉(zhuǎn)的表面接觸。優(yōu)選地，所述進(jìn)氣 口位于所述殼體的下部，所述排氣裝置位于所述殼體的上部。所述霧化器可以遠(yuǎn)離所述 殼體的上部和/或朝所述腔室的下部定位。在空氣凈化器的正常使用的布置中，所述霧 化器被布置成相對于接觸所述殼體的表面向上噴射所述薄霧并噴入所述腔室中，并且/ 或者被布置成克服作用在剛被噴射的薄霧顆粒上的重力直接噴射薄霧。所述霧化器與所述液體源之間的流體接觸在本發(fā)明的情況下被理解為包括向所 述霧化器供應(yīng)液體的任何適當(dāng)方式，包括但不限于朝所述霧化器泵送液體；利用毛細(xì) 管作用向所述霧化器供應(yīng)液體；將液體滴到所述霧化器上。優(yōu)選地，所述霧化器通過毛 細(xì)管作用供應(yīng)液體，這將在以下進(jìn)一步討論。優(yōu)選地，本發(fā)明的所述霧化器為壓電霧化器。在所述霧化器是壓電霧化器的情 況下，這提供了以低能耗產(chǎn)生液滴薄霧的低成本簡單裝置?？蛇x地，所述霧化器可以通 過適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)噴嘴來提供，迫使許多液體穿過噴嘴來形成薄霧，其中，所述液體可以在 壓力下被保持在氣霧劑等中?？蛇x地或者附加地，所述霧化器可以由文丘里裝置來提供，以將液體噴入腔室 中來形成薄霧。在該文丘里裝置的配置中，所述氣流可以被引導(dǎo)成吹過所述文丘里管的 表面以產(chǎn)生薄霧。文丘里裝置可以采用文丘里管或孔板。可選地或者附加地，所述霧化器可以被構(gòu)造成被加熱，以將液體蒸發(fā)至所述腔 室中，以產(chǎn)生由所述氣流攜帶的薄霧。作為另外的可選或者附加布置，所述霧化器可以是與葉輪或者渦流盤結(jié)合的液 體平臺，以機(jī)械地將液體破碎成小或較小的顆粒，其中，所述氣流可被引導(dǎo)成吹過所述 平臺，以產(chǎn)生薄霧?？蛇x地，所述霧化器可以被設(shè)置成無壓電效應(yīng)的超聲裝置，以將液體破碎成小的或較小的顆粒，其中所述氣流可以被引導(dǎo)成吹過所述平臺，以產(chǎn)生薄霧。所述霧化器可以使用諸如電噴霧系統(tǒng)的噴墨型噴霧機(jī)構(gòu)。優(yōu)選地，在具體類型 的設(shè)計(jì)中充分利用Plateau-Rayleigh不穩(wěn)定性流體的不穩(wěn)定性，以便于形成穩(wěn)定的滴流。所述霧化器可以呈位于液體主體上方的氣旋氣流或者氣流渦流系統(tǒng)的形式，以 將液體引入氣流中來產(chǎn)生薄霧。所述霧化器可以呈液體基體的形式，迫使氣體(優(yōu)選為空氣)通過該液體基體以
產(chǎn)生薄霧。優(yōu)選地，所述排出的空氣包含的污染物比由所述空氣凈化器吸入的空氣包含的 污染物少至少20%，更優(yōu)選地，少至少40%，最優(yōu)選地少至少60%，并且理想地為少至 少80%。優(yōu)選地，氣流中基本所有污染物均由薄霧驅(qū)出所述空氣流并且驅(qū)向所述替換部 的所述貯存器。另外，通過迫使至少一些污染物(即，那些未被截留在所述空氣凈化器的所述 腔室的壁上或者其它部分上的污染物)朝向所述替換部，可以不需要用于去除污染物的 單獨(dú)的過濾元件。在無過濾元件的條件下，因?yàn)椴槐仄仁箽饬鞔┻^該過濾元件，因此， 該裝置可以在低功率耗下運(yùn)行。在此布置中，清潔該裝置的所有工作僅是定期更換替換 部，而使用者不需要還更換或者清潔過濾元件。然而，盡管本發(fā)明的不包括過濾元件的空氣凈化器存在一些優(yōu)點(diǎn)，但實(shí)際上也 可以在本發(fā)明的空氣凈化器中設(shè)置該過濾元件。在設(shè)置過濾元件的情況下，過濾元件可 以充當(dāng)二次凈化裝置，使得在使用期間未被薄霧朝向替換部迫使離開的任何污染物可以 由此被截留?？捎玫倪^濾元件的實(shí)施例是機(jī)械過濾元件(噴熔件(melt-blown)、納米 纖維過濾器、玻璃纖維過濾器、網(wǎng)狀泡沫、粒狀件)；靜電充電；PTFE或者類似類型的 膜式表面加載過濾器；活性碳或者用于附加地去除氣味的類似物；以及其結(jié)合。具有向上噴射薄霧的霧化器的一個優(yōu)點(diǎn)在于當(dāng)霧滴失去其能量時，它們在重力 作用下落回霧化器，并且可以被收集以再次使用。對于一般向上指向的霧化器，氣流可 被設(shè)置成向下的逆流。然而，優(yōu)選地，氣流還是朝上，因?yàn)檫@有助于保持較大區(qū)域的分 散薄霧，由此增強(qiáng)其凈化空氣流的能力。優(yōu)選地，吸液芯將液體輸送到霧化器，以允許噴射薄霧。所述吸液芯可以由 多個分離的部件組成，然而，雙吸液芯系統(tǒng)通常優(yōu)選地包括霧化器吸液芯和替換部吸液 芯。這是有利的，因?yàn)殪F化器吸液芯的位置需要謹(jǐn)慎保持以允許霧化器噴射薄霧，因 此，具有布置在貯存器中的替換部吸液芯可能更好地保持霧化器吸液芯的位置。在該雙 吸液芯系統(tǒng)中，替換部吸液芯優(yōu)選地通過替換部的液體出口孔突出，以當(dāng)所述替換部與 所述空氣凈化器接合時與所述霧化器的吸液芯接觸。該雙吸液芯或者多吸液芯系統(tǒng)附加地也是有利的，因?yàn)橛捎谫A存器吸液芯也被 更換，因此在具有一個替換部的空氣凈化器的使用期間防止了在所述貯存器中收集的任 何污染物出現(xiàn)在新的替換部的貯存器中。雙吸液芯系統(tǒng)還可以用于延長所述霧化器的使 用壽命，因?yàn)榕c所述霧化器和/或霧化器吸液芯接觸的污染物的量優(yōu)選地被最低化?？梢栽谫A存器內(nèi)布置貯存器過濾器，以允許在使用中減少機(jī)構(gòu)以及優(yōu)選地防止 污染物與布置在所述貯存器內(nèi)的吸液芯接觸。優(yōu)選地，所述吸液芯或者所述吸液芯中的至少一個由親水和疏污染物的材料制成，換言之，所述吸液芯趨于阻止所述污染物朝所述霧化器上升。將薄霧保持在所述腔室內(nèi)的最簡單的方式是提供具有足夠的內(nèi)部尺寸的室，使 得來自所述霧化器的薄霧和氣流的能量不足以允許大部分的液滴從所述腔室逸出。在一個實(shí)施方式中，所述腔室的至少一部分被布置成沿所述氣流的方向漸擴(kuò)， 以將氣流減慢成使薄霧顆粒在它們到達(dá)腔室的一端之前未被氣流較好地支撐的程度。實(shí) 際上，這在超過其便不能保持薄霧的高度處形成一層薄霧，該層薄霧層產(chǎn)生視覺上令人 愉悅的效果。殼體僅一部分可以漸擴(kuò)。然而，優(yōu)選的是，所述腔室可沿其基本整個長度 漸擴(kuò)。有效的是，這形成大體中空的截頭圓錐形腔室?？稍谒銮皇覂?nèi)保持所述薄霧的另一種方式是在所述腔室的遠(yuǎn)離所述霧化器的 一端提供多孔疏水膜。所述膜與被設(shè)計(jì)成作為主過濾介質(zhì)以從空氣去除雜質(zhì)的現(xiàn)在技術(shù) 的過濾器有很大差異。在本布置中，由噴霧進(jìn)行顆粒與空氣的分離，并且疏水膜設(shè)置成 僅截留已從霧化器行進(jìn)超過預(yù)定距離的液體顆粒。因而，所述膜比現(xiàn)有技術(shù)的過濾器的 明顯更多孔(通?？壮叽鐬?0-100 μ m)，由此避免了現(xiàn)在技術(shù)相關(guān)的較大壓力降。由于 所述膜是疏水性的，因此，液滴趨于在其上聚集。一旦它們達(dá)到某一尺寸，則它們獲得 足夠的質(zhì)量而落回到腔室中，以可以在所述霧化器內(nèi)再次使用。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述腔室中布置有內(nèi)腔室。所述內(nèi)腔室在其上部 可具有進(jìn)氣端口，以允許來自所述腔室的氣流進(jìn)入所述內(nèi)腔室的內(nèi)部。套筒可以至少部 分地延伸進(jìn)入所述內(nèi)腔室內(nèi)的內(nèi)部空間中，并且在所述內(nèi)腔室的上部與所述進(jìn)氣端口對 準(zhǔn)。所述套筒優(yōu)選地中空并且具有環(huán)形構(gòu)造。優(yōu)選地，所述內(nèi)腔室至少部分為圓錐形， 其中，所述圓錐朝其下部變窄。所述圓錐的下部可以打開，以限定污染物出口，優(yōu)選地 該污染物出口與所述貯存器的流體入口對準(zhǔn)。所述中空套筒可以在內(nèi)腔室的上部中限定 穿通的出氣口，優(yōu)選地，該出氣口與排氣裝置對準(zhǔn)，以將凈化空氣排入凈化器周圍的環(huán) 境中。所述套筒優(yōu)選地定位在所述內(nèi)腔室內(nèi)，以阻止氣流的直接朝向排氣口的便利路 徑。所述內(nèi)腔室的所述進(jìn)氣端口優(yōu)選地沿適當(dāng)?shù)那芯€方向引導(dǎo)氣流，以產(chǎn)生至少部分地 沿由所述內(nèi)腔室的所述內(nèi)壁限定的邊界流動的空氣的氣旋流動。形成的氣旋氣流能夠充 當(dāng)慣性質(zhì)量分離器(IMS)。在使用時，IMS通過使氣流以足夠的空氣速度旋轉(zhuǎn)和/或螺 旋通過內(nèi)腔室來運(yùn)行，以使薄霧和污染物朝內(nèi)腔室的壁被拋出旋轉(zhuǎn)/盤旋的氣流。所述 內(nèi)腔室變窄使得逐漸變小的顆粒朝向所述內(nèi)腔室的壁運(yùn)動，該逐漸變小的顆粒包含未被 截留或者結(jié)合到氣流中的薄霧顆粒上的污染物顆粒。潔凈的空氣或者至少較潔凈的空氣 通過套筒的中心并朝向排氣裝置回轉(zhuǎn)并離開內(nèi)腔室。已被拋出氣旋氣流的噴霧和污染物 將優(yōu)選地朝所述替換部向下排出到所述內(nèi)腔室的所述壁，并排入所述替換部的所述液體 入口中。為了使氣流氣旋，氣流必須超過閾值速度，該閾值速度取決于系統(tǒng)，該系統(tǒng)除 了其它因素之外包括腔室、內(nèi)腔室、套筒、進(jìn)氣端口的內(nèi)部構(gòu)造。最大氣流也取決于 系統(tǒng)，但是僅達(dá)到所述系統(tǒng)可以支撐氣流而不趨于失效的程度。因此，氣流應(yīng)優(yōu)選地被 調(diào)節(jié)得比用于具體系統(tǒng)的閾值速度大，以產(chǎn)生氣旋氣流，但是比用于具體系統(tǒng)的最大值 小，以節(jié)約功率消耗并且延長空氣凈化器的機(jī)械壽命。所述氣旋氣流具有使所述空氣凈化器在運(yùn)轉(zhuǎn)期間發(fā)出高音調(diào)噪聲(嘯聲)的趨勢。部分地，該噪聲是使用氣旋氣流的固有特征，然而，內(nèi)腔室的一體構(gòu)造可使所述空 氣凈化作為整體放大所發(fā)出的高音調(diào)噪聲。因此，所述內(nèi)腔室可以被適當(dāng)?shù)嘏c所述空氣 凈化器的其它構(gòu)件聲學(xué)隔離?？蛇x地或者附加地，所述內(nèi)腔室可以由至少兩部分形成， 以降低所發(fā)出的噪聲，這對于旨在用作個人和/或家庭空氣凈化器的空氣凈化器是優(yōu)選 的。在所述內(nèi)腔室由至少兩部分形成的情況下，所述替換部可以設(shè)置有該內(nèi)室腔室的下 部。在所述內(nèi)腔室的所述分離部分彼此連接的情況下，在這些分離部分之間可以設(shè) 有適當(dāng)?shù)木彌_材料。可選地或者附加地，這樣的緩沖材料可以存在于所述內(nèi)腔室與所 述空氣凈化器的其它構(gòu)件連接的情況下。適當(dāng)?shù)木彌_材料優(yōu)選是具有聲音衰減性能的材 料，也可以是基本無孔的材料。這樣一種適當(dāng)?shù)木彌_材料可以是橡膠。優(yōu)選地，過濾元件位于所述出氣口與所述排氣裝置之間，以捕獲已被拋出氣旋 氣流的薄霧顆粒和/或污染物?？蛇x地，如果無過濾元件，則所述出氣口和所述排氣口 可以是一體的或者甚至可以是同一部件。為了防止水通過進(jìn)氣口損耗，所述進(jìn)氣口優(yōu)選地是曲折路徑，并且優(yōu)選地被布 置成截留液滴并使它們返回到所述霧化器。所述凈化器和/或所述替換部可以設(shè)置有透明窗，以允許對供給到霧化器的液 體進(jìn)行視覺觀察。這向消費(fèi)者提供了液體清潔度的可見指示，并且可以被用作用于所述 貯存器內(nèi)保存的液體量的有效最終期限指示器。所述替換部優(yōu)選地設(shè)置有接合裝置，該接合裝置被構(gòu)造成與所述空氣凈化器的 所述殼體可釋放地接合，以將該替換部緊固在所述殼體內(nèi)的固定位置。所述接合裝置優(yōu) 選地由一個或多個從所述替換部的所述殼體延伸的突起部提供，以與所述空氣凈化器殼 體的對應(yīng)突起部接合。所述接合裝置可以通過與所述殼體的卡合連接、或者鎖和鍵裝 置、或者其它合適裝置而將所述替換部緊固在固定位置。可選地或者附加地，所述空氣凈化器可以設(shè)置有緊固裝置，該固定裝置被構(gòu)造 成與所述替換部的一部分接觸，優(yōu)選地是與所述替換部的下部接觸，以在所述替換部被 裝入所述凈化器中之后將所述替換部可釋放地緊固在固定位置中。所述空氣凈化器優(yōu)選地具有空腔以接收所述替換部，所述替換部的大小優(yōu)選基 本充滿整個空腔。優(yōu)選地，所述空腔具有非對稱或不規(guī)則形狀，并且所述替換部具有對 應(yīng)的形狀，使得所述替換部僅能夠以一種方式裝入所述空腔。控制在所述空腔中裝入所 述替換部的方式可以是有利的，因?yàn)榭梢源_保替換部的液體入口和出口相對于霧化器和 /或霧化器吸液芯和污染物出口的精確定位，而與使用者錯誤地裝載所述替換部的任何嘗 試無關(guān)。在優(yōu)選實(shí)施方式中，所述空氣凈化器設(shè)置有用戶可選控制裝置。該用戶可選控 制裝置可以被操作用于控制空氣凈化率。所述用戶可選控制裝置可以允許使用者將空氣 凈化率從“低”設(shè)置改變至“高”設(shè)置，任選地其間具有一個或多個設(shè)置。當(dāng)用戶可 選控制裝置處于“低”設(shè)置時，風(fēng)扇可在這樣的速度下運(yùn)轉(zhuǎn)，即，該速度能夠推動空氣 穿過空氣凈化器和/或產(chǎn)生氣旋氣流，但是比該控制處于“高”設(shè)置時的速度低。有 些類似地，當(dāng)用戶可選控制裝置處于“低”設(shè)置時，霧化器會噴射比當(dāng)該控制裝置處于
“高”設(shè)置時少的薄霧中的液體量。
所述空氣凈化器可以設(shè)置有用戶可選增強(qiáng)功能，借此使用者如果起動增強(qiáng)功 能，則空氣凈化器在返回到所述空氣凈化器之前的空氣凈化率之前，在預(yù)定的時期內(nèi)提 高其空氣凈化率。優(yōu)選地，一旦由用戶起動，則增強(qiáng)功能在返回到先前凈化率之前運(yùn)轉(zhuǎn) 30分鐘的時間，更優(yōu)選的是20分鐘的時間，最優(yōu)選的是15分鐘的時間。在本發(fā)明的空氣凈化器內(nèi)可以布置有所述風(fēng)扇，該風(fēng)扇可以被設(shè)置成通過起初 將空氣拉入空氣凈化器之后將空氣穿過凈化器的主要部分推出排氣裝置，來吸引氣流穿 過空氣凈化器。所述起初拉動然后推動是優(yōu)選的，因?yàn)橛娠L(fēng)扇馬達(dá)產(chǎn)生的任何污染物均 被推入待被凈化的氣流中。可選地，所述空氣凈化器可以通過將空氣拉動穿過該裝置的 主要部分，之后將該空氣推動穿過所述空氣排氣裝置，來吸引空氣從空氣凈化器穿過。本發(fā)明的空氣凈化器可以設(shè)置有至少兩個風(fēng)扇。在存在兩個風(fēng)扇的情況下，一 個風(fēng)扇可以定位成與進(jìn)氣口相鄰，另一個風(fēng)扇可以定位成與排氣裝置相鄰。在此雙風(fēng)扇 布置中，通過整個空氣凈化器的氣流可以更均勻且更容易調(diào)節(jié)。存在于所述替換部中的液體可以是離子液體，優(yōu)選是水。替換部中的液體還 可以包括附加組分，所述附加組分包括但不限于芳香劑、農(nóng)藥、殺蟲劑、殺菌劑、清潔 劑、消毒劑氣味中和劑?？諝饬骺梢员徊贾贸稍谒銮皇抑行纬射鰷u。這使得所述薄霧形成漩渦并增強(qiáng) 所述空氣與水之間的接觸。這可以通過一個旋轉(zhuǎn)葉片或者多個傾斜的葉片引導(dǎo)所述流來 形成。然而，優(yōu)選地，所述進(jìn)氣口被構(gòu)造成沿適當(dāng)?shù)那芯€方向?qū)饬饕胨銮皇?，?使所述空氣在所述腔室中形成漩渦。所述凈化器可以是外接電源式(plug-in type)的，或者可以由電池供電。在為電 池供電的情況下，所述電池可以被設(shè)計(jì)成待被更換的替換部的一部分。對于電池是替換 部的一部分可能是有利的，因?yàn)殡姵貕勖梢员徽{(diào)節(jié)成與替換部中的液體的使用壽命相 對應(yīng)。該布置可以為所述裝置提供有效最終期限指示器，借此在替換部的使用期限到達(dá) 時，替換部中的電池電力不再足以為空氣凈化器提供電力，并且一旦使用者注意到所述 凈化器不再運(yùn)轉(zhuǎn)時，使用者將知道要更換替換部。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種空氣凈化器凈化個人空間和/或家庭空 間中的空氣的用途，其中，該用途包括以下步驟操作如上所述的空氣凈化器直到空氣 被凈化掉其中所包含的至少一些污染物。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種空氣凈化器，該空氣凈化器包括殼體；該殼體具有穿過其延伸的進(jìn)氣口和排氣裝置；替換部，該替換部用于容納液體的貯存器，該替換部可從所述殼體釋放；位 于所述殼體內(nèi)的霧化器，該霧化器被構(gòu)造成在使用時與液體源流體接觸，以產(chǎn)生液滴薄 霧；所述殼體內(nèi)的腔室，所述薄霧基本被保持在該腔室中，在所述腔室內(nèi)設(shè)置至少部分 成圓錐形的內(nèi)腔室；所述殼體內(nèi)的風(fēng)扇，該風(fēng)扇被構(gòu)造成在使用中形成通過所述進(jìn)氣口 并且進(jìn)入所述腔室的空氣流，使得位于所述空氣流內(nèi)的污染物中的至少一些被所述薄霧 驅(qū)出所述空氣流，并且被驅(qū)向所述替換部和/或污染物出口；并且其中，所述進(jìn)氣端口 和所述套筒在使用時沿適當(dāng)?shù)那芯€方向引導(dǎo)氣流，以使產(chǎn)生至少部分地沿由內(nèi)腔室的內(nèi) 壁限定的邊界流動的空氣氣旋流動，從而形成慣性質(zhì)量分離器。
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為了能夠更容易理解本發(fā)明，現(xiàn)在將參照附圖，僅以示例的方式描述本發(fā)明的 實(shí)施方式，附圖中圖1示出了本發(fā)明的一個實(shí)施方式的側(cè)剖視圖；以及圖2示出了本發(fā)明的另一個實(shí)施方式的側(cè)剖視圖。
具體實(shí)施例方式圖1中所示的空氣凈化器包括殼體1，該殼體1具有大體圓筒形的下部2和向外 成錐形的部分3。與此不同的是，當(dāng)前優(yōu)選的是所述殼體具有大體向外成錐形的圓錐形部。霧化器4朝向殼體的底端，該霧化器在本領(lǐng)域中已公知。霧化器4與替換部13 內(nèi)的液體貯存器5流體連通。殼體1設(shè)置有空腔(未示出)，替換部13的形狀與所述空腔的形狀相對應(yīng)。替 換部13具有接合裝置(未示出)，以允許替換部13被可釋放地固定在殼體1內(nèi)的正確位置。進(jìn)氣口 6包括多個通路，并且設(shè)置在貯存器5的正上方，該多個通路繞殼體周向 布置。這些通路具有曲折的構(gòu)造，以防止液滴通過這些通路離開腔室。疏水材料的多孔膜7設(shè)置在殼體的漸擴(kuò)部3的上端處。風(fēng)扇8設(shè)置在殼體頂部 的出氣口 9處。在使用時，霧化器4在腔室1中產(chǎn)生薄霧。風(fēng)扇通過進(jìn)口 6吸入空氣?？諝獗?薄霧凈化，潔凈空氣穿過疏水膜7，并且通過風(fēng)扇8周圍的出口 9排出殼體。霧化器4和 風(fēng)扇8被構(gòu)造成使薄霧的水滴通常具有不足以到達(dá)膜7的能量。該效果被漸擴(kuò)部3 (或者 整個殼體的大體圓錐形性質(zhì))增大，從而減慢遠(yuǎn)離風(fēng)扇的空氣速度。因此，薄霧顆粒通 常不能行進(jìn)超過某一距離，而是與相鄰的顆粒聚結(jié)并落回到貯存器5中，它們被霧化器 再次激發(fā)。當(dāng)然，一些顆粒會行進(jìn)得比其它顆粒遠(yuǎn)，并且這些更高能的顆粒撞擊在疏水膜7 上。它們將在這里與其它早行進(jìn)此距離的液體顆粒聚合，并且在聚合至某一程度時，它 們因太重而不能被保持在過濾器上，因而落回到貯存器5中。經(jīng)過一段時間，貯存器5中的水因已從空氣去除的所有雜質(zhì)而變臟。在殼體中 優(yōu)選地設(shè)置有窗口(未示出)，以允許消費(fèi)者看到水的狀態(tài)，并且判斷何時需要更換貯存 器液體。而且，經(jīng)過一段時間，不管膜7和進(jìn)氣口 6的曲折構(gòu)造存在與否，必然有一些液 體從系統(tǒng)損耗。通向貯存器的窗口還允許消費(fèi)者確定液位是否已降至可接受的水平以下 以及是否需要補(bǔ)充或者更換。也可以想到該實(shí)施方式的許多變型，例如，空氣凈化器可被倒置，其中霧化器 向下引導(dǎo)薄霧并且空氣流被向上引導(dǎo)?？蛇x地，過濾器可以利用相同的所述逆流布置被 水平地布置。進(jìn)氣口可以被沿切向布置，以使進(jìn)入的空氣渦漩。這些進(jìn)氣口可以被設(shè)置成產(chǎn) 生氣旋效應(yīng)，該氣旋效應(yīng)增強(qiáng)了空氣的凈化并且還提供視覺上的愉悅效果。
除了如圖所示將風(fēng)扇8定位在殼體的頂部以拉動空氣穿過凈化器之外，還可以 存在環(huán)繞腔室1的具有大體環(huán)形構(gòu)造的出口管，并且可以將風(fēng)扇定位在環(huán)形腔室的底 部，以推動空氣流穿過殼體。參照圖2，另一實(shí)施方式的空氣凈化器包括具有進(jìn)氣口 10的殼體1，空氣可以通 過該進(jìn)氣口被吸入凈化器中以被凈化。風(fēng)扇12可以操作用于吸引空氣通過進(jìn)口 10，并且 經(jīng)由曲折路徑迫使空氣進(jìn)入凈化器的主腔室18。霧化器20定位在主腔室18的基部處。霧化器20被布置成以大致向上的方向激 發(fā)和噴射出液體薄霧。這通過與替換部23的貯存器22流體接觸的霧化器20來實(shí)現(xiàn)。貯 存器22設(shè)置有向上延伸的吸液芯24，該吸液芯24能夠?qū)⒁后w引向霧化器吸液芯26。霧 化器吸液芯26將液體輸送到霧化器20，以允許噴出薄霧。所述雙吸液芯系統(tǒng)通常是優(yōu) 選的，因?yàn)殪F化器吸液芯26的位置需要被謹(jǐn)慎地保持以使得霧化器20能夠噴射薄霧，因 此，具有形成替換部23的一部分并且位于貯存器22中的單獨(dú)的吸液芯24可能會更好地 保持霧化器吸液芯26的位置。替換部23具有兩個流體入口，以允許噴出的薄霧顆粒最 終返回到貯存器，下文將更加詳細(xì)地對其描述。在主腔室18內(nèi)定位有內(nèi)腔室30。內(nèi)腔室30在其上部處具有進(jìn)氣端口 31，以允 許來自主腔室18的氣流進(jìn)入內(nèi)腔室30的內(nèi)部。套筒32部分地延伸進(jìn)入內(nèi)腔室30的內(nèi) 部。套筒32定位成與進(jìn)氣端口 31對準(zhǔn)。套筒32中空并且為環(huán)形構(gòu)造。內(nèi)腔室30至少部分為圓錐形，其中圓錐朝圓錐下部變窄。圓錐的下部可以打 開，以限定污染物出口。該污染物出口在使用時允許薄霧顆粒沿箭頭34的方向朝貯存器 22行進(jìn)，該貯存器22具有與污染物出口對準(zhǔn)的流體入口。可能理想的是，確保在主腔室18與污染物出口之間保持適當(dāng)?shù)膲毫Σ睿源_保 空氣凈化器的適當(dāng)操作。在此方面，盡管未被示出，但理想的是，將一個吸液芯或吸液 芯24和26收納在管道裝置中，該管道裝置伸到貯存器22中的液面以下。附加地，所述 管道裝置可以在污染物出口與貯存器22之間延伸。可選地，污染物出口可以排入單獨(dú)的 貯存器(未示出)中，該單獨(dú)的貯存器又供給到貯存器22中，用于通過霧化器20重新利 用液體。套筒32的中空芯部沿箭頭36的方向限定出氣口 37。該出氣口 37與排氣裝置 38對準(zhǔn)，被凈化的空氣通過該排氣裝置排出到凈化器周圍的環(huán)境中。過濾元件40位于出 氣口 37與排氣裝置38之間。通過電力線纜16向空氣凈化器提供電力，在電力線纜16的遠(yuǎn)離空氣凈化器的一 端具有電氣插頭構(gòu)造，以與電網(wǎng)電氣插座接合。盡管未示出，但可以通過位于空氣凈化 器內(nèi)或者作為替換部23的一部分的一個或多個電池提供電力。現(xiàn)在將描述圖2中所示的空氣凈化器的運(yùn)行模式。風(fēng)扇12可操作用于通過進(jìn)氣口 10將空氣引入凈化器中，并且推動空氣通過曲折 路徑而進(jìn)入主腔室18中。優(yōu)選的是，所述曲折路徑被構(gòu)造成當(dāng)氣流進(jìn)入主腔室18時使 氣流向上渦漩。霧化器20被通電以將液體薄霧向上發(fā)射至主腔室18中。向上渦漩的氣 流與向上發(fā)射的薄霧結(jié)合，并且開始凈化氣流。氣流中的污染物與薄霧中的液體顆粒接觸，并且可以保持結(jié)合在一起。當(dāng)已結(jié) 合的液體顆粒和污染物達(dá)到某一質(zhì)量并且/或者接觸主腔室18的壁并且/或者被輸送到腔室18內(nèi)的慢氣流區(qū)域時，它們會脫離氣流而落向腔室18的基部。所述腔室的基部被 適當(dāng)?shù)爻尚螢閷⒃谄渖鲜占囊后w引導(dǎo)到流體入口 28中，以進(jìn)入貯存器22中。經(jīng)由液 體入口進(jìn)入貯存器22的液體然后可以用于被再次輸送到霧化器20。未脫離氣流的薄霧顆粒和已結(jié)合的薄霧和污染物顆?？梢酝ㄟ^進(jìn)氣端口 31引入 內(nèi)腔室30中。進(jìn)氣端口 31沿適當(dāng)?shù)那芯€方向引導(dǎo)氣流，以使空氣至少部分地沿由內(nèi)腔 室18的內(nèi)壁限定的邊界開始?xì)庑鲃樱⑶姨淄沧柚箽饬鞯闹苯映蚺艢庋b置38的便利 路徑。形成的氣旋氣流可加速氣流，以允許氣流中的污染物與液體薄霧顆粒接觸的可能 性增大。另外，該形成的氣旋氣流能夠充當(dāng)慣性質(zhì)量分離器(IMS)。為了允許氣流變成氣旋以形成IMS，氣流必須超過閾值速度，該閾值速度取決 于系統(tǒng)，該系統(tǒng)除其它因素之外包括腔室18、內(nèi)腔室30、套筒32、進(jìn)氣端口 31的內(nèi)部 構(gòu)造。最大氣流也取決于系統(tǒng)，但是僅達(dá)到系統(tǒng)可以支撐氣流而不趨于失效的程度。因 此，氣流應(yīng)優(yōu)選地被調(diào)節(jié)得比用于具體系統(tǒng)的閾值速度大，以產(chǎn)生氣旋氣流，但是比用 于具體系統(tǒng)的最大值小，以節(jié)約功率消耗并且延長空氣凈化器的機(jī)械壽命。IMS借助氣流以足夠的空氣速度旋轉(zhuǎn)并且/或者螺旋通過內(nèi)腔室18而運(yùn)行，以 使薄霧和已結(jié)合的薄霧和污染物顆粒朝內(nèi)腔室的壁被拋出旋轉(zhuǎn)/螺旋的氣流之外。由于 圓錐逐漸變窄，因此，氣流中較小的顆粒朝向內(nèi)腔室30的壁被拋出氣流。當(dāng)這些顆粒與 內(nèi)腔室接觸時，圓錐形狀朝污染物出口 34向下引導(dǎo)顆粒。污染物出口 34充當(dāng)進(jìn)入貯存 器22中的另一流體入口。經(jīng)由該流體入口進(jìn)入貯存器22的液體然后可以用于被再次輸 送到霧化器20。由于所述圓錐朝其下部逐漸變窄，因此，潔凈的空氣或者至少較潔凈的空氣通 過套筒32的中心朝向排氣裝置38回轉(zhuǎn)并離開圓錐。過濾器40設(shè)置在出氣口 37與排氣裝置38之間，以捕獲任何薄霧顆粒和/或還 未被拋出氣旋氣流之外的已結(jié)合的薄霧和污染物顆粒。透明窗(未示出)定位成與吸液芯24相鄰，以允許向霧化器20的水提供視覺觀 察。這向使用者提供水的清潔度的可見指示。該窗還可以用作用于替換部23內(nèi)保存的 液體量的有效最終期限指示器。在液體由于使用凈化器而臟得無法接受的情況下，替換 部可以與殼體U分離并且用新的替換部替換。透明窗(未示出)可以位于主腔室18中，以允許使用者獲得空氣凈化器是否在 運(yùn)轉(zhuǎn)的可視指示。附加地，可以想到，空氣凈化器的大多數(shù)使用者會認(rèn)為薄霧的噴霧操 作美學(xué)上是令人愉悅的，因此窗的存在將幫助欣賞該美學(xué)效果。實(shí)際上，整個主腔室18 都可以基本透明，以提供運(yùn)轉(zhuǎn)的可視指示，并且允許使用者欣賞該美學(xué)效果。本說明書(包括任何所附權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的所有特征，和/或這 樣被公開的所有方法和過程的步驟可以任意地結(jié)合，除非該結(jié)合使該特征和/或步驟中 的至少一些相互排斥。本說明書中公開的每個特征(包括任何所附權(quán)利要求、摘要和附圖)可以由用于 相同、等同或類似目的的特征代替，除非另有特別說明。由此，除非另有特別說明，公 開的每個特征僅僅是等同或類似特征的上位系列的一個實(shí)施例。此外，本發(fā)明并不局限 于前述實(shí)施方式的細(xì)節(jié)。本發(fā)明延及本說明書(包括任何所附權(quán)利要求、摘要和附圖) 中公開特征的任一個新穎特征或任何新穎特征的組合，或者延及這里公開的任何方法或
12過程的任何一個新穎步驟或者任何新穎步驟的組合。
權(quán)利要求
1.一種空氣凈化器，該空氣凈化器包括殼體，該殼體具有穿過其延伸的進(jìn)氣口和排氣裝置；替換部，該替換部用于容納液體的貯存器，該替換部可從所述殼體釋放；位于所述殼體內(nèi)的霧化器，該霧化器被構(gòu)造成在使用時與液體源相流體接觸，以產(chǎn) 生液滴薄霧；所述霧化器被構(gòu)造成在使用時向上噴射所述薄霧；所述殼體內(nèi)的腔室，所述薄霧基本被保持在該腔室中；所述殼體內(nèi)的風(fēng)扇，該風(fēng)扇被構(gòu)造成在使用時產(chǎn)生通過所述進(jìn)氣口并進(jìn)入所述腔室 的空氣流，使得位于所述空氣流內(nèi)的污染物中的至少一些被所述薄霧驅(qū)出所述空氣流， 并且被驅(qū)向所述替換部和/或污染物出口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣凈化器，其中，該空氣凈化器用于家庭和/或個人使用。
3.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的空氣凈化器，其中，所述霧化器是壓電霧化器。
4.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的空氣凈化器，其中，所述排出的空氣包含的污染物 比由所述空氣凈化器吸入的空氣包含的污染物少至少60%。
5.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的空氣凈化器，其中，在所述腔室內(nèi)設(shè)置有內(nèi)腔室。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的空氣凈化器，其中，所述內(nèi)腔室具有位于其上部的進(jìn)氣端口 以及環(huán)形構(gòu)造的套筒，該套筒至少部分地延伸進(jìn)入所述內(nèi)腔室內(nèi)的內(nèi)部空間中，并且與 所述進(jìn)氣端口對準(zhǔn)。
7.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的空氣凈化器，其中，所述內(nèi)腔室至少部分為圓錐 形，其中該圓錐朝其下部變窄。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的空氣凈化器，其中，所述圓錐的下部打開，以限定污染物出 口，并且其中，所述污染物出口與用于所述替換部的所述貯存器的流體入口對準(zhǔn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求5-8中任一項(xiàng)所述的空氣凈化器，其中，所述套筒在所述內(nèi)腔室的上 部中限定了穿通的出氣口，并且其中，該出口與所述排氣裝置對準(zhǔn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求5-9中任一項(xiàng)所述的空氣凈化器，其中，所述進(jìn)氣端口和所述套筒 沿適當(dāng)?shù)那芯€方向引導(dǎo)所述氣流，以產(chǎn)生至少部分地沿由所述內(nèi)腔室的所述內(nèi)壁限定的 邊界流動的空氣的氣旋流動。
11.根據(jù)權(quán)利要求5-10中任一項(xiàng)所述的空氣凈化器，其中，所述氣流被調(diào)節(jié)得比所述 空氣凈化器的閾值速度大，以產(chǎn)生氣旋氣流，但是比所述空氣凈化器的最大值小。
12.根據(jù)權(quán)利要求5-11中任一項(xiàng)所述的空氣凈化器，其中，所述內(nèi)腔室由至少兩個部 分形成。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的空氣凈化器，其中，所述內(nèi)腔室的所述分離的部分彼此連 接，在這些分離部分之間設(shè)有適當(dāng)?shù)木彌_材料。
14.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的空氣凈化器，其中，所述出氣口與所述排氣裝置之 間定位有過濾元件。
15.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的空氣凈化器，其中，所述凈化器設(shè)置有透明窗，以 允許對供應(yīng)到所述霧器的水進(jìn)行視覺觀察。
16.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的空氣凈化器，其中，所述空氣凈化器設(shè)置有用戶可選控制裝置。
17.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的空氣凈化器，其中，所述空氣凈化器設(shè)置有用戶可 選增強(qiáng)功能。
18.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的空氣凈化器，其中設(shè)置有至少兩個風(fēng)扇。
19.一種替換部，該替換部用于根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的空氣凈化器，其中，該 替換部包括殼體；所述殼體內(nèi)的貯存器，該貯存器中適于容納液體；穿過所述殼體的至少兩個孔，其中一個孔是液體出口，另一個孔是液體入口。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的替換部，其中，所述替換部包括替換部吸液芯。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的替換部，其中，所述替換部設(shè)置有所述內(nèi)腔室的下部。
22.根據(jù)權(quán)利要求19-21中任一項(xiàng)所述的替換部，其中，所述替換部設(shè)置有接合裝 置，該接合裝置被構(gòu)造成與所述空氣凈化器的所述殼體可釋放地接合，以將該替換部緊 固在所述殼體內(nèi)的固定位置。
23.根據(jù)權(quán)利要求19-22中任一項(xiàng)所述的替換部，其中，所述替換部的大小基本充滿 所述空氣凈化器內(nèi)的容納該替換部的整個空腔。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的替換部，其中，該替換部具有非對稱或不規(guī)則的形狀。
25.根據(jù)權(quán)利要求19-24中任一項(xiàng)所述的替換部，其中，所述替換部的所述貯存器中 設(shè)置有液體。
26.根據(jù)權(quán)利要求19-24中任一項(xiàng)所述的替換部，其中，所述替換部的所述貯存器中 設(shè)置有非液態(tài)化學(xué)組分，該非液態(tài)化學(xué)組分可以與水混合。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的替換部，其中，所述非液態(tài)組分為以下的其中至少一個 干粉或干粒狀化學(xué)組分；凝膠、成凝膠的或者凝膠狀化學(xué)組分；和/或氣態(tài)化學(xué)組分， 該氣態(tài)化學(xué)組分的密度優(yōu)選比空氣大。
28.根據(jù)權(quán)利要求19-24中任一項(xiàng)所述的替換部，其中，設(shè)置有適于在其中保存液體 芳香劑的芳香劑貯存器。
29.根據(jù)權(quán)利要求19-24中任一項(xiàng)所述的替換部，其中，設(shè)置有多個芳香劑貯存器。
30.一種空氣凈化器凈化個人空間和/或家庭空間中的空氣的用途，該用途包括以下 步驟操作根據(jù)權(quán)利要求1-18中任一項(xiàng)所述的空氣凈化器，直到空氣被凈化掉其中所包 含的至少一些污染物。
31.—種基本根據(jù)本文以及參照附圖所述的空氣凈化器。
全文摘要
描述一種空氣凈化器，該空氣凈化器包括殼體，該殼體具有穿過其延伸的進(jìn)氣口和排氣裝置；替換部，該替換部用于容納液體的貯存器，該替換部可從所述殼體松脫；位于所述殼體內(nèi)的霧化器，該霧化器被構(gòu)造成在使用時與液體源相流體接觸，以產(chǎn)生液滴薄霧，所述霧化器被構(gòu)造成在使用時向上噴射所述薄霧；所述殼體內(nèi)的腔室，所述薄霧基本被保持在該腔室中；所述殼體內(nèi)的風(fēng)扇，該風(fēng)扇被構(gòu)造成在使用中形成通過所述進(jìn)氣口并進(jìn)入所述腔室的空氣流，使得所述空氣流中的污染物中的至少一些被所述薄霧驅(qū)出所述空氣流，并且驅(qū)向所述替換部。還描述了一種用于空氣凈化器的替換部以及所述空氣凈化器的用途。
文檔編號F24F3/16GK102015064SQ200980114588
公開日2011年4月13日 申請日期2009年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月7日
發(fā)明者喬斯林·蘭福德, 史蒂夫·沃爾什, 埃倫·皮爾西 申請人:雷克特和科爾曼(海外)有限公司