空气净化器的整流装置及空气净化器的制作方法

本实用新型涉及气体净化领域，特别涉及一种空气净化器的整流装置、以及应用该整流装置的一种空气净化器。

背景技术：

空气污染带来的健康危害日益严重，空气净化设备的使用也越来越广泛。

常见的空气净化设备多为室内区域全覆盖的共享式设备，例如新风系统、坐地式的净化器等。但随着大众对于个人健康的关注度差异，目前也存在提供局部区域覆盖的小型空气净化器(所谓的“小型”是指相对于大多数共享式设备)的需求。

对于更专注局部区域的空气净化器而言，如何减少排出的洁净气体受外部环境中的杂质抗掺，成为有待解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的一个实施例中提供了一种空气净化器的整流装置，包括多个整流栅环；

多个整流栅环层叠环套以形成多圈风道，以使流入整流装置的气流经多圈风道分层流出；

其中，各圈风道在气流流动方向上的截面扩张率从内圈至外圈逐圈递增，以对分层流出的气流层产生自内圈至外圈流速逐圈递减的速差。

可选地，多个整流栅环通过环壁在径向方向上的倾斜偏移而使各圈风道在气流流动方向上的截面扩张率从内圈至外圈逐圈递增。

可选地，多个整流栅环通过环壁在径向方向上的壁厚变化而使各圈风道在气流流动方向上的截面扩张率从内圈至外圈逐圈递增。

可选地，最外圈风道在入风侧的截面面积小于或等于其他各圈风道入风侧的截面面积。

可选地，最内圈风道的截面扩张率为表示截面面积负增长的值。

可选地，进一步包括固定筋条，多个整流栅环通过固定筋条固定连接。

可选地，多个整流栅环同心布置，多根固定筋条等角度分布并沿多个整流栅环的径向方向延伸。

可选地，最外圈的整流栅环在气流流入的入风侧形成与空气净化器的出风口对接的可拆卸接口。

可选地，可拆卸接口包括螺纹和/或卡扣。

本实用新型的另一个实施例中提供了一种空气净化器，包括净化器主机，其中，净化器主机的出风口装设有如上所述的整流装置。

如上可见，基于上述实施例，可以利用整流装置的多圈风道将洁净气体整流为分层流出的气流层，并使各圈风道分层流出的气流层产生自内圈至外圈流速逐圈递减的速差，由于外圈的气流层的流速相对小，因而外圈的气流层与空气净化器所处外部环境的气体压强差也相对小，从而，外圈的气流层抵抗外部环境的带杂质气体流入的能力就相对更强，以对内圈的气流层形成抗掺杂防护，进而能够减少空气净化器输出的洁净气体受外部环境中的杂质抗掺的影响，由此提高洁净气体被人体接收的效率。另外，分层流出的各气流层相对有序，从而有利于减少在外部环境形成的气流紊乱，甚至有可能在周边方位达到零风感的效果。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例中的空气净化器的原理性结构示意图；

图2为图1的a-a剖面图；

图3为图1中示出的空气净化器的整流装置的剖视图；

图4为另一个实施例中的空气净化器的整流装置的剖面结构示意图；

图5为又一个实施例中的空气净化器的整流装置的剖面结构示意图。

附图标记说明

10空气净化器

20净化器主机

200净化腔

21机座

22机体

23出风口

30、40、50整流装置

31、41、51第一整流栅环

310、410、510第一风道

32、42、52第二整流栅环

320、420、520第二风道

33、43、53第三整流栅环

330、430、530第三风道

34、44、54第四整流栅环

340、440、540第四风道

35固定筋条

36可拆卸接口

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本实用新型进一步详细说明。

图1为本实用新型一个实施例中的空气净化器的原理性结构示意图。图2为图1的a-a剖面图。请参见图1和图2，在一个实施例中，一种空气净化器10可以包括净化器主机20和整流装置30。

净化器主机20可以包括机座21和机体22。其中，机座21支撑机体22，并且机座21可以具有便于将净化器主机20摆放在桌、柜等家用家具或办公家具的结构，以便于净化器主机20产生的洁净气流覆盖靠近家用家具或办公家具的人体所在的局部区域。机体22内具有电机和滤网等空气净化所需的元件(图1中未示出)，并且，机体22内具有净化腔200，从外部环境流入净化腔200内的气体可以被处理为洁净气流，并从与净化腔200连通的出风口23排出。

整流装置30装设在净化器主机20的出风口23处，以将净化器主机20从出风口23输出的洁净气流整流为分层的多个气流层，并且，多个气流层之间具有速差和压强差。

下面，对多个气流层之间形成速差和压强差的原理进行详细说明。

流体力学中根据质量守恒定律得到的气体流动连续性方程可以表示为如下的公式(1)：

ρ1v1a1＝ρ2v2a2＝c公式(1)

流体力学中对于不可压缩流体的伯努利方程可以表示为如下的公式(2)：

p1/(ρ1gh1)+v1²/2gh1＝p2/(ρ2gh2)+v2²/2gh2公式(2)

上述在公式(1)和公式(2)中，ρ1和ρ2表示流体密度，v1和v2表示流体的流速，a1和a2表示流体流通路径的截面积，c表示常数，p1和p2表示流体的压强，g表示重力加速度，h1和h2表示流体相对于基准面的高度。

对于同一种流体而言，即，ρ1＝ρ2情况：

通过公式(1)可知，流体流通路径的截面积越大，流体的流速越低；

通过公式(2)可知，在h1和h2相等或相近的情况下，流体的流速越低，流体的压强就越高。

基于上述原理，整流装置30旨在将分层流出的气流层产生自内圈至外圈流速逐圈递减的速差，以使外圈的气流层的压强高于内圈的气流层的压强。相应地，外圈的气流层与空气净化器所处外部环境的气体压强差也相对小，从而，外圈的气流层抵抗外部环境的带杂质气体流入的能力就相对更强。

可以理解的是，在实际设计时，各气流层之间的速差的差值可以考虑对流体相对于基准面的高度差异的补偿，或者，若净化器机体20和整流装置30尺寸足够小，各气流层相对于基准面的高度差异对流速和压强之间的关系产生可忽略不计的影响，即，各气流层相对于基准面的高度差异也可以不予考虑。

整流装置30可以包括多个整流栅环，在图1和图2中，以第一整流栅环31、第二整流栅环32、第三整流栅环33以及第四整流栅环34共四个栅环为例。

多个整流栅环层叠环套以形成多圈风道，即：

第一整流栅环31的内部形成第一风道310；

第二整流栅环32环套在第一整流栅环31的外圈，并且，第二整流栅环32与第一整流栅环31之间形成封闭环状的第二风道320；

第三整流栅环33环套在第二整流栅环32的外圈，并且，第三整流栅环33与第二整流栅环32之间形成封闭环状的第三风道330；

第四整流栅环34环套在第三整流栅环33的外圈，并且，第四整流栅环34与第三整流栅环33之间形成封闭环状的第四风道340。

基于上述的多个整流栅环31、32、33以及34层叠环套形成的多圈风道310、320、330以及340，从净化器机体20的出风口23流入整流装置30的气流可以经多圈风道310、320、330以及340分层流出。

并且，各圈风道310、320、330以及340在气流流动方向上的截面扩张率从内圈至外圈逐圈递增，即：

第一风道310的截面积从入风侧向出风侧以截面扩张率rate1渐变；

第二风道320的截面积从入风侧向出风侧以截面扩张率rate2渐变；

第三风道330的截面积从入风侧向出风侧以截面扩张率rate3渐变；

第四风道340的截面积从入风侧向出风侧以截面扩张率rate4渐变；

并且，rate4＞rate3＞rate2＞rate1。

其中，截面扩张率是指风道在出风侧的截面面积相比于靠近净化器机体20的入风侧的截面面积的增长率。在实际设计时，各风道的截面扩张率有可能全部是表示截面面积正增长的值，也有可能一部分的截面扩张率为表示截面面积负增长的值，并且，表示截面面积正增长的值必然是高于表示截面面积负增长的值。

如前文提及的公式(1)，风道的截面扩张率越大，流经风道的气体的流速下降率就越大，因而无论是所有风道的截面面积都设计为正增长，还是允许部分风道的截面面积负增长，只要各圈风道310、320、330以及340在气流流动方向上的截面扩张率从内圈至外圈逐圈递增，都可以对分层流出的气流层产生自内圈至外圈流速逐圈递减的速差。

而且，多个整流栅环31、32、33以及34在该实施例中同心布置，因此，各风道流出的气流层相比于基准面(例如机座21的底面)的等效高度基本相同，即，各风道流出的气流层相比于基准面的高度差异可以忽略不计，从而，分层流出的气流层的气体压强自内圈至外圈流速逐圈递增。

相应地，由于外圈的气流层(即，从第四风道340流出的气流层)的流速相对小，因而外圈的气流层与空气净化器所处外部环境的气体压强差也相对小，从而，外圈的气流层抵抗外部环境的带杂质气体流入的能力就相对更强，以对内圈的气流层形成抗掺杂防护，进而能够减少空气净化器输出的洁净气体受外部环境中的杂质抗掺的影响，由此提高洁净气体被人体接收的效率。另外，分层流出的各气流层相对有序，从而有利于减少在外部环境形成的气流紊乱，甚至有可能在周边方位达到零风感的效果。

从图1中还可以看出，整流装置30还包括固定筋条35，多个整流栅环31、32、33以及34通过固定筋条35固定连接，并且，多个固定筋条35等角度分布并沿多个整流栅环31、32、33以及34的径向方向延伸。图1是以90度间隔的四根固定筋条35为例，但实际应用中可以不限于此。

另外，从图2中可以看出，最外圈的整流栅环，即第四整流栅环34在气流流入的入风侧形成与净化器主机20的出风口23对接的可拆卸接口36，例如，该可拆卸接口可以包括螺纹和/或卡扣等连接稳固且可以拆卸的结构。

图3为图1中示出的空气净化器的整流装置的剖面结构示意图。如图3所示，多个整流栅环31、32、33以及34通过环壁在径向方向上的倾斜偏移而使各圈风道310、320、330以及340在气流流动方向上的截面扩张率从内圈至外圈逐圈递增。

在图3中，是以各整流栅环31、32、33以及34的环壁在径向方向上全部向外倾斜偏移为例，具体地，多个整流栅环31、32、33以及34的环壁在径向方向上的倾斜偏移角度自内圈至外圈逐圈增大，每两个相邻整流栅环的倾斜偏移角度差自内圈至外圈逐圈增大，并且，每两个相邻整流栅环的倾斜偏移角度差均大于最内圈的第一整流栅环31的倾斜偏移角度，即：

第一整流栅环31的环壁相对于轴线方向的倾斜偏移角度为β1，以形成自入风侧至出风侧以β1为扩张角度的截面扩张；

第二整流栅环32的环壁相对于轴线方向的倾斜偏移角度为β2，以形成自入风侧至出风侧以α1为扩张角度的截面扩张，其中，β2＞β1，α1为β2-β1；

第三整流栅环33的环壁相对于轴线方向的倾斜偏移角度为β3，以形成自入风侧至出风侧以α2为扩张角度的截面扩张，其中，β3＞β2，α2为β3-β2；

第四整流栅环34的环壁相对于轴线方向的倾斜偏移角度为β4，以形成自入风侧至出风侧以α3为扩张角度的截面扩张，其中，β4＞β3，α3为β4-β3；

并且，β1<α1<α2<α3。

由此，多个整流栅环31、32、33以及34的倾斜偏移角度即可使各圈风道310、320、330以及340的扩张角度自内圈至外圈逐圈增大，从而，使各圈风道310、320、330以及340在气流流动方向上的截面扩张率从内圈至外圈逐圈递增。

另外，多个整流栅环31、32、33以及34中，非最外圈的第一整流栅环31、第二整流栅环32、以及第三整流栅环33的外径可以等比递增，即，第一整流栅环31的入风侧的环口直径为d，第二整流栅环32的入风侧的环口直径为d的2倍，第三整流栅环33的入风侧的环口直径为d的3倍，以使第一风道310、第二风道320以及第三风道330在入风侧的截面积相等，从而实现洁净气流的流量输送在第一风道310、第二风道320以及第三风道330的均匀分配。

最外圈的第四整流栅环34所形成的第四风道340更偏向于形成与外部环境压强差最低的防护隔离气流层，因此，其所需的气体流量可以略少，相应地，第四整流栅环34相比于第三整流栅环33的递增级差可以略小于非外圈的其他整流栅环之间的等比递增步长，相应地，第四风道340在入风侧的截面面积可以小于第一风道310、第二风道320以及第三风道330在入风侧的截面面积。

例如，第一整流栅环31的入风侧的环口直径可以为40mm，第二整流栅环32的入风侧的环口直径可以为80mm，第三整流栅环33的入风侧的环口直径可以为120mm，第四整流栅环34的入风侧的环口直径可以为150mm。并且，各整流栅环31、32、33以及34的环壁厚度均在1.5mm-2mm的范围内，各整流栅环31、32、33以及34的轴向尺寸都可以设置为50mm。

可以理解的是，位于最外圈的第四风道340在入风侧的截面面积也可以设置为等于第一风道310、第二风道320以及第三风道330在入风侧的截面面积。即，第四整流栅环34相比于第三整流栅环33的递增级差可以等于非外圈的其他整流栅环之间的等比递增步长。例如，第四整流栅环34的入风侧的环口直径也可以为160mm。

图4为另一个实施例中的空气净化器的整流装置的剖面结构示意图。图4中省略了固定筋条和可拆卸接口。如图4所示，与如图3所示结构相类似的是，多个整流栅环41、42、43以及44仍通过环壁在径向方向上的倾斜偏移而使各圈风道410、420、430以及440在气流流动方向上的截面扩张率从内圈至外圈逐圈递增。与如图3所示结构不同的是，最内圈的第一整流栅环41在径向方向上向内倾斜偏移，使最内圈的第一风道410的截面负增长，即，最内圈的第一风道410的截面扩张率可以认为是表示截面面积负增长的值。与此同时，第三整流栅环43以及第四整流栅环44在径向方向上向外倾斜，次内圈的第二整流栅环42为了在偏移方向相反的第一整流栅环41和第三整流栅环43之间实现过渡衔接，因而在径向方向上略微向内倾斜偏移，并且，第二风道420、第三风道430以及第四风道440的截面扩张率都是表示截面面积正增长的值。

基于如图4所示的结构，各圈风道410、420、430以及440在气流流动方向上的截面扩张率从内圈至外圈逐圈仍然是递增的，由此使得分层流出的气流层的气体压强自内圈至外圈流速逐圈递增。并且，在此基础上，最内圈的第一风道410对最内圈的气流层产生了类似于加速输出的推进作用，从而使最不易收到外部环境掺杂影响的最内圈气流层能够以更高的流速输出。

作为如图4所示结构的扩展，在最内圈的第一整流栅环41和次内圈的第二整流栅环42均在径向方向上向内倾斜的基础上，可以设置最内圈的第一风道410和次内圈的第二风道420均具有截面面积负增长的截面扩张率；或者，也可以设置除最外圈之外的其他各整流栅环41、42以及43均在径向方向上向内倾斜，并使除最外圈之外的其他各圈风道410、420以及430均具有截面面积负增长的截面扩张率。

图5为又一个实施例中的空气净化器的整流装置的剖面结构示意图。图5中省略了固定筋条和可拆卸接口。如图5所示，多个整流栅环51、52、53以及54通过环壁在径向方向上的壁厚变化而使各圈风道510、520、530以及540在气流流动方向上的截面扩张率从内圈至外圈逐圈递增。

基于如图5所示的结构，分层流出的气流层的气体压强自内圈至外圈流速仍然是逐圈递增的。在此基础上，多个整流栅环51、52、53以及54可以不需要在径向方向上倾斜偏移或者只可以只有很小的偏移。

在图5中，以第一整流栅环51、第二整流栅环52、第三整流栅环53以及第四整流栅环54的环壁在径向方向上的壁厚均从入风侧向出风侧逐渐变薄为例，以使第一风道510、第二风道520、第三风道530以及第四风道540均具有截面面积正增长的截面扩张率。

可以理解的是，这并不意味着排斥其他的壁厚变化方式。例如，最内圈的第一整流栅环51的环壁的壁厚也可以逐渐增加、次内圈的第二整流栅环52的环壁的壁厚可以保持不变，以使最内圈的第一风道510和次内圈的第二风道520具有截面面积负增长的截面扩张率。

还可以理解的使，环壁的壁厚变化也可以与环壁的倾斜相结合，只要满足各圈风道在气流流动方向上的截面扩张率从内圈至外圈逐圈递增即可。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。