專利名稱：空氣處理裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于進行空氣處理的裝置，特別是一種用于人們生活目的而去除如空氣中的灰塵或花粉等顆粒污染物、細菌病毒或氣態組合物等污染物的空氣處理裝置。
現有的這類裝置體積大而笨重，其寬度通常大于30至40cm。這是由于為了在房間或辦公室內得到合理的空氣流通量，風機轉速與風機面積的乘積必須非常大，如果使用小型風機，則必須以高速運轉。然而，以較高速度運轉的風機易產生使人難以忍受的噪音，從而這些風機不適合家庭或辦公室使用。
這種應用的過濾器的網眼尺寸足以捕集不大于0.1μm的顆粒，但是這種過濾器的空氣阻力相當大；因此，為了提供足夠大的空氣流量使房間空氣充分凈化，通常必須在桌子上，甚至地板上放置體積較大的空氣凈化器。
因此，這就需要提供一種適合于直接插入一個電插座內，特別是插入一個總電插座內并由該電插座支承的空氣處理裝置。
本發明提供一種空氣處理裝置，它適合于直接插入一個總電插座內并由該總電插座支承，該裝置包括一處理介質、一臺用于使空氣流過處理介質的風機、一臺用于驅動風機的電機、一個外殼和多個連接在外殼上并適合于裝配在插座內以向電機供電的插頭，其中風機包括一個適合于容納電機的整體式輪轂，它有利于通過電插座支承該裝置。簡單說來，用于供電從而向電機提供電源的插頭也對裝置本身構成支承。
本發明還提供另一種或與上述裝置相關的適合于直接插在電插座內并由該電插座支承的空氣處理裝置，它包括一種處理介質、一臺用于使空氣流過處理介質的風機、一臺用于驅動風機的電機、一個外殼和多個連接在外殼上并適合于裝配在插座內以向電機供電的插頭，其中風機的軸向厚度在1-5厘米之間，最好在2-4厘米之間。
本發明還提供另一種或與上述裝置相關的適合于直接插在電插座內并由該電插座支承的空氣處理裝置，它包括一種處理介質、一臺用于使空氣流過處理介質的風機、一臺用于驅動風機的電機、一個外殼和多個連接在外殼上并適合于裝配在插座內以向電機供電的插頭，其中電機在使用中以每分鐘低于3000轉的轉速，最好是以每分鐘2000-2800轉的轉速驅動風機旋轉。
本發明還提供另一種或與上述裝置相關的適合于直接插在電插座內并由該電插座支承的空氣處理裝置，它包括一種處理介質、一臺用于使空氣流過處理介質的風機、一臺用于驅動風機的電機、一個外殼及至少兩個，最好三個連接到外殼上并裝配在插座內以向電機供電的插頭，其中該裝置的尺寸可使它能通過將插頭裝配在電插座內而單獨地被支承。
總之，電機通常都采用直流電機，這就是說，還應包括安裝在普通總插座上的轉換和整流裝置。令人感到意外的是，本發明人發現，即使有這種限制，仍有可能通過精心的設計制造出能使其自身支承在插座內的處理裝置。轉換器和相關的整流元件可設置在風機上方。局部的調整確定了適合于由總插座支承的物件的最大尺寸，特別是確定了允許施加到插座上的最大力矩。
處理介質最好是一種過濾器，尤其是具有一塊細網目板的靜電過濾器。適合制作這種過濾器的纖維是在生產過程中充有靜電的聚丙烯纖維，如由3M公司生產的這種纖維。這種過濾器是利用靜電吸引通過它的小顆粒來起作用的。過濾板最好是波紋板，而不是平板，以在給定外殼尺寸的情況下增加過濾器的有效面積。波紋也用于減緩空氣流過過濾器的有效速度，從而使靜電過濾器即使在較高的空氣體積流量下仍能捕集顆粒。為提供有效的空氣凈化，這種較高風量是必需的。
另外，為了消除氣態污染物，處理介質的選擇將取決于正確的氣體化學特性，但也可包括活性碳和分子篩。
如上所述，在使用中，較為適合的風機的轉速應低于3000rpm，最好在2000-2800rpm之間。當高于3000rpm時，家庭或辦公室環境內的風機噪音和聲強將令人難以忍受。若轉速低于2000rpm則不可能向風機提供足夠的風量并產生合適的壓差。靜電過濾器需要嚴密地控制壓差和體積流量，以保持正常運行。
為了提供合適的風量，較好地是采用至少6個，最好采用9-15個葉片的反向曲線葉輪式風機。反向曲線葉輪能產生足夠的風量，這是由于它與傳統的相同尺寸的風機不同，它能在過濾器內產生足夠高的壓降。如果葉片的數量太少，為了提供足夠的風量，風機的轉速必須很高。若葉片的數量太多，則增加制造難度并在一定程度上減小了葉片之間的間隙，葉片增加了，但效率卻沒有提高。
風機的尺寸最好也要細心選擇。如果風機的葉片太靠近外殼，則噪聲的音量會大大提高。然而，如果風機太小，則為了獲得相同的風量，它必須以更高的轉速運行，這樣就又增大了噪聲的音量。試驗表明，風機葉片的外端距外殼的內側之間的距離應在1mm-20mm之間。風機的直徑一般應為1-14cm，最好為2-8cm。
可以理解的是，如果風機的軸向厚度(深度)過大，則外殼變得過大，并且總電插座承受的力矩也過大。因此，風機的軸向厚度或深度也是很重要的，盡管它不如風機的直徑相對風機的風量那么重要。因此，如上所述，風機的深度應當在1-5cm之間。
裝置的外殼從裝置的一個表面到與所用總插座相鄰的相反的另一表面之間最好為5-15cm。兩相反表面之間的距離，即裝置的深度在1-15cm之間，較好的是在2-11cm之間，最好是在3-8cm之間。總電插座不能支承較大的裝置，而雙插座的布置會防礙相鄰的插座，較小的插座不能有效地凈化空氣。
可以使用傳統結構的電機，但它最好能在較長時間周期內連續運轉。
除了可利用處理介質，如利用過濾器來過濾通過它的空氣外，該裝置還適用于通過向空氣中散發某些組合物來處理空氣。這些組合物可以包括芳香劑、臭味中和劑、芳香油、驅蟲劑或殺蟲劑。可以將這些組合物放在處理介質上或處理介質內，或利用該裝置的另一種方式將它們散發到空氣中。
為了更好地理解本發明，現在將參照附圖描述本發明的一個特定實施例，其中

圖1是本發明一個實施例的空氣處理裝置的正視圖；圖2是圖1的空氣處理裝置的沿A-A線截取的剖視圖；圖3是表示空氣處理裝置在打開前蓋并將空氣過濾器去除后的側視圖。
圖4是沿圖2的B-B線截取并朝與圖1的正視圖相反的方向看去的剖視圖。
圖1是本發明一個實施例的空氣處理裝置的正視圖。該裝置設有一個外殼1，外殼的寬度約為8cm，高度約為14cm。外殼用ABS塑料制造。在外殼的前面設有一塊具有進氣口5和觀察孔7的可滑動前蓋3。進氣口可允許空氣進入該裝置。處理介質，在本實施例中即過濾器33(圖2)安裝在蓋的后面。從觀察孔7可觀察到過濾器，通過進氣口5則不容易看到過濾器，至少在裝置處于靠近地板的插座內時是不容易看到過濾器的。
參照圖2，風機9設置在外殼1內。風機9具有葉片10和輪轂11。電機13設置在風機9的輪轂11內并直接驅動風機。
電機13通過電線17直接連接在標準轉換裝置15上，該轉換裝置又通過電線19連接在具有帶電插頭23、中性插頭25和接地插頭27的主插頭21上。插頭的布置和外殼后部的形狀可隨總插座的局部設計的不同而改變。例如在德國，在圓筒形插頭內設置兩根圓形插頭。例如在英國，該裝置是雙重絕緣的，所以只需設置接地插頭27。
裝過濾器的腔室31位于風機9的前部并通過一個孔或多個孔41與風機室連通。過濾器33設置在腔室31內。為了在一個小外殼內增加過濾器的有效面積，過濾器33不制成平的。過濾器由一塊安裝在波紋基板37上的過濾材料35構成。該波紋基板37是用硬質塑料網制成的，其網孔的孔徑為幾毫米。為了提高穩定性，后基板39是用與波紋基板37相同材料制成的平板。波紋基板37固定在后基板39上，以對過濾器提供剛性支承。在過濾器的底部設置一塊接片40，以便于卸除過濾器。
過濾材料35用靜電過濾介質，如3M公司銷售的靜電過濾介質制成。盡管靜電過濾器的網孔直徑較大，但它能捕集粒徑小于0.1μm的顆粒。這種過濾材料之所以具有這種功效，是由于它是用聚丙烯制成的，它在生產過程中充了靜電并保存了這些電荷。任何小的顆粒在通過過濾器的網孔時都增大了偶極矩，于是它們被靜電吸向網孔并粘到網孔上。另外一些顆粒被上述網孔收集，只有當捕集了過多的顆粒，由于網孔的孔眼直徑減小而限制了氣流通過網孔時過濾器才會失效。
前蓋3可在圖2所示的關閉位置與圖3所示的開啟位置之間滑動。當蓋處于開啟位置時，可通過拉接片40取出過濾器。該裝置設有一個止動器43，用以使前蓋保持在關閉位置。止動器43也能使前蓋保持在開啟位置。在本實施例中，止動器43包括一片彈性塑料45，在其一個端部具有一個小凹槽47，該凹槽適于與前蓋內側的凸起49相接合。
圖4是風機的后視剖面圖。箭頭指示風機9的運動方向并表示出反向曲線葉片10的曲線與風機的運動方向相反。過濾的空氣從設置在側部的開口51中流出。為了保護使用者的手指和風機葉片10，開口51可由一些開口槽53構成(圖3)。
在本實施例中的風機具有9個葉片。葉片的數量越多，風機必須產生有效風量的轉速越低。風機采用12個葉片也是有效的。
電機由變壓器15提供6伏的直流電；必須要仔細地選擇電壓，以提供理想的運轉速度。
在本實施例中的風機的軸向厚度(深度)大約為3cm。這將以較低的風機轉速提供足夠的風量，但這一厚度不太大，從而不會使外殼太厚，以致于不能牢固地保持在插座上。
外殼從內部量大約有80mm寬。風機大約有68mm寬。風機葉片端部與外殼之間的間隙不會太小以致產生過大的噪聲，另一方面，為了產生有效的凈化效果，風機必須以高速運轉，因此它不能太小。
在使用中，電機13以大約2500rpm的速度驅動風機。這樣便在過濾器后面產生一個合適的低壓區，使空氣經空氣進氣口5流過過濾器。當使用靜電過濾器時，空氣的有效流速，即通過過濾器的工作面流速必須得到精確的控制。如果工作面流速太快，則沒有時間將顆粒吸到過濾器的網孔上。相反，如果空氣的流速太慢，則該裝置甚至不能有效地凈化一個小房間的空氣。
風機可從左側插入電插座內并連續運轉。當運行超過幾天或幾個星期后，過濾器逐漸收集了越來越多的顆粒并開始堵塞。新的過濾器是亮白色，使用后它將變得越來越暗的黑灰色。用戶通過觀察孔7可看到過濾器已變得太臟，需要時可以更換過濾器。
在另一個實施例中，處理介質可以是氣體物質的吸收劑或吸附劑，而不是過濾器。吸收劑或吸附劑可以是活性碳或氯化鈣。這種處理介質可從家庭環境中去除惡臭的化合物。
這種處理介質也可適用于吸收汽車尾氣，如臭氧、氮氧化物或硫化物、空氣中的病菌或病毒。除了處理空氣外，該裝置還能適用于向空氣中散布某些組分。
權利要求
1.一種空氣處理裝置，它適合于直接插在電插座內并由電插座支承，該裝置包括一種處理介質；一臺風機，它用于使空氣流過處理介質；一臺電機，它用于驅動風機；一個外殼；以及一組插頭，與外殼相連并用于與插座內部相配合，以向電機供電；其中風機包括一個用于容納電機的整體式輪轂，以有助于通過電插座支承該裝置。
2.一種空氣處理裝置，它適合于直接插在電插座內并由電插座支承，該裝置包括一種處理介質；一臺風機，它用于使空氣流過處理介質；一臺電機，它用于驅動風機；一個外殼；以及一組插頭，與外殼相連并用于與插座內部相配合，以向電機供電；其中風機的軸向厚度在1-5厘米之間，最好在2-4厘米之間。
3.一種空氣處理裝置，它適合于直接插在電插座內并由電插座支承，該裝置包括一種處理介質；一臺風機，它用于使空氣流過處理介質；一臺電機，它用于驅動風機；一個外殼；以及一組插頭，與外殼相連并用于與插座內部相配合，以向電機供電；其中電機在使用中用于以低于每分鐘3000轉的轉速，最好以每分鐘2000-2800轉的轉速驅動風機旋轉。
4.一種空氣處理裝置，它適合于直接插在電插座內并由電插座支承，該裝置包括一種處理介質；一臺風機，它用于使空氣流過處理介質；一臺電機，它用于驅動風機；一個外殼；以及兩根，最好三根插頭，與外殼相連并用于與插座內部相配合，以向電機供電；其中該裝置的尺寸應能使其通過將插頭裝配到電插座內來單獨地得到支承。
5.按照權利要求1-4中的任何一項所述的空氣處理裝置，其中處理介質是一種靜電過濾器，最好是有波紋形狀的過濾器，以在不增加線性尺寸的情況下提高有效表面面積。
6.按照權利要求1-4中的任何一項所述的空氣處理裝置，其中空氣處理介質是一種氣態物質的吸收劑或吸附劑，最好從活性碳或分子篩中選擇。
7.按照權利要求1-6中的任何一項所述的空氣處理裝置，其中空氣處理介質是可更換的。
8.按照權利要求1-7中的任何一項所述的空氣處理裝置，其中風機是一種反向曲線葉輪，較好的是具有至少6個葉片，最好具有8-12個葉片。
9.按照權利要求1-8中的任何一項所述的空氣處理裝置，其中外殼與風機葉片徑向外端的間距為1mm-20mm，最好在3mm-8mm之間，并且外殼在與靠近總插座表面相反的裝置表面上的寬度最好在5cm-15cm之間。
10.按照權利要求1-9中的任何一項所述的空氣處理裝置，其中還包括一個用以驅動電機的變壓器，工作時它位于風機上方。
全文摘要
一種空氣處理裝置,它適合于安裝在插座上并直接由該插座支承。一種處理介質,如靜電過濾器(33)位于裝置的前部。仔細設置的風機(15)抽吸通過過濾器的空氣,并將粒徑高于0.1μm的顆粒去除。當過濾器太臟時將其更換。
文檔編號F24F1/00GK1242070SQ9718099
公開日2000年1月19日 申請日期1997年12月23日 優先權日1996年12月27日
發明者尼爾·哈里森, 蓋伊·克尼里厄斯, 漢密爾頓·斯坎倫, 阿倫·皮爾遜 申請人:雷克特和科爾曼產品有限公司