大风量的空气净化器滤芯装置及空气净化器的制作方法

本实用新型涉及一种出风量大、净化效果好的净化器滤芯装置及空气净化器，更具体地讲，是涉及一种可以具有多层滤网且方便更新滤网的净化器滤芯装置及空气净化器。

背景技术：

空气净化器又称“空气清洁器”、空气清新机或净化器，空气净化器是指能够吸附、分解或转化各种空气污染物(例如，一般包括PM2.5、粉尘、花粉、异味、甲醛之类的装修污染、细菌、过敏原等)，有效提高空气清洁度的产品，主要分为家用空气净化器、商用空气净化器、工业空气净化器和楼宇空气净化器等。

空气净化器主要利用滤芯装置对污染物进行吸附或清除，滤芯通常包括滤网，而滤芯吸附污染物的效能，主要取决于净化器风机功率大小和滤芯滤网的级别(密度大小)。当滤芯使用一段时间后，滤网上吸附了大量的尘埃或者污染物，从而堵塞了滤网，影响了滤网的吸附能力，此时需要对滤芯进行及时清洁与更新，特别是工厂、楼宇等需要大量洁净空气的场合，如果不及时进行滤网的清洗和更换，会对人体造成不良的影响。

因此，市面上出现了可以方便更换滤网的空气净化器，例如中国专利文献CN201710287640.9公开了一种方便更换滤网的空气净化器，包括净化箱，净化箱侧壁底部设有进风槽，净化箱顶部设有出风口，净化箱内设有排风扇，净化箱内壁设有滑槽，排风扇下方还设有一级滤网，一级滤网两侧设于滑槽内，一级滤网一端设有第一侧挡板，第一侧挡板与一级滤网相垂直，净化箱侧壁设有与第一侧挡板相适应的第一侧开口，一级滤网远离第一侧挡板的一侧设有弹出机构，弹出机构端部固接于净化箱内壁。滤网更换方便，净化效果较强，使用灵活方便较为实用。

再例如中国专利文献CN201720989199.4公开了一种方便更换滤网的空气净化器。其包括净化器主体、进风口、出风口和气体过滤装置；气体过滤装置包括第一转轴和第二转轴和滤网；第一转轴和第二转轴交错设置以使滤网在纵截面上呈曲线状；气体过滤装置还包括滤网入口和第一扣板，滤网入口处设有第一滤芯，滤网的始端缠绕于第一滤芯上；气体过滤装置还包括滤网出口和第二扣板，滤网出口处设有第二滤芯，滤网的末端缠绕于第二滤芯上；第一滤芯和第二滤芯均可转动；气体过滤装置为多个，相邻气体过滤装置之间均设有过滤板。本实用新型在更换滤网时，仅需要转动转轴，从滤网的出口端拉扯旧滤网即可，因此更换滤网更加方便，省心省力。

然而，上述现有技术中空气净化器的空气净化量较小，使用环境单一，不能满足需要较大风量的场合；如果单单盲目地增加单位面积的产品数量，不仅增加了消费者的成本，还会带来多个产品滤网更换时间不统一、需要频繁操作的问题；或是一味地增加风机的功率来提高出风量，也会导致净化器工作过程噪音较大的缺陷。

因此，申请人提出了一种在保证结构简单的前提下，方便更新滤网、而且具有较大出风量的净化器滤芯装置及空气净化器。

技术实现要素：

针对现有技术的缺陷，本实用新型提供了一种空气净化器滤芯装置及空气净化器，其结构简单紧凑，具有低噪音、适用环境广泛、净化效果好等优点，而且在实现自动更新滤网的同时，能够输出较大的风量。

为了实现上述目的，一方面，本实用新型提供了一种空气净化器滤芯装置，其包括：

方形箱体；

卷轴式过滤组件，其设置于方形箱体的内部；

第一过滤组件，其设置在卷轴式过滤组件的内侧；

其中：方形箱体的其中一个侧面形成为出风面，相邻于出风面的两个对向的侧面形成第一进风面，与出风面对向的侧面形成第二进风面；出风面处设有第二过滤组件；

卷轴式过滤组件包括初级滤网和初级滤网驱动机构；其中，初级滤网驱动机构包括靠近出风面一侧的收集卷轴和释放卷轴、设置在远离出风面一侧的张紧轴辊；初级滤网的两端分别卷绕于收集卷轴和释放卷轴，且承载在张紧轴辊上，以使初级滤网在方形箱体的进风方向上完全覆盖第一进风面和第二进风面；

本实用新型中，卷轴式滤网组件中的初级滤网是连续式滤网，设备初始状态下，待使用部分的初级滤网在释放卷轴处进行储存，正在使用部分的初级滤网穿过张紧轴辊与收集卷轴进行连接，且在张紧轴辊的作用下进行张紧至工作状态。具体的，初级滤网对应第一进风面的部分为第一滤网，初级滤网对应第二进风面的部分为第二滤网，从而形成第一滤网—第二滤网——第一滤网式的初级滤网的吸附面；其中，第一滤网、第二滤网的过滤材料可以根据使用环境的不同而相应设置，采用相同或者不相同的过滤材料也可根据具体情况进行选择。优选的，为了方便制造过程，第一滤网、第二滤网采用相同的过滤材料。

需要说明的是，本实用新型中的第一进风面有两个，分别为相邻于出风面的两个相对的侧面，两个第一进风面的进风区域面积可以相同，也可以不相同，优选的，两个第一进风面的进风区域面积相同。

本实用新型的空气净化器滤芯装置工作时，待净化的空气可同时从第一进风面和第二进风面流入，先穿过卷轴式过滤组件的初级滤网，接着经过第一过滤组件的过滤，最后经过位于出风面处的第二滤网组件的过滤后，完成空气的过滤过程，在空气净化过程中，实现了多次过滤，极大的提高了空气净化的效果。特别地，本实用新型的滤芯装置采用三个进风面、一个出风面的方式，相对于现有技术，极大地提高了进风面积，从而有效地降低了进风的阻力和进风风速，所以，即使在大幅提高空气净化处理量的情况下，既不会产生大的风阻，也不会产生风噪。相反，现有的空气净化器净化处理量较低，而提高处理量时，会产生风噪和较高的能耗。

作为本实用新型的一种优选方案，第一过滤组件包括次级滤网以及支撑次级滤网且与方形箱体拆卸式连接的承载框；其中，次级滤网的有效过滤面积大于初级滤网的有效过滤面积。具体的，第一过滤组件可以整体从方形箱体上进行拆卸，例如采用插装的方式进行连接，为了保证第一过滤组件中的承载框连接的稳定性，可以在方形箱体上设置紧固该承载框的锁定件，例如采用锁定按钮的方式，当锁定按钮处于锁紧状态，承载框与方形箱体之间形成了稳定的、位置唯一的连接关系；当锁定按钮处于松开状态，承载框及设在承载框上的次级滤网可以从方形箱体上进行脱离，方便进行次级滤网的更换操作，以节省更换次级滤网的时间。

为提高进风面积，根据本实用新型的另一种具体实施方式，第一进风面所覆盖的面积不小于第二进风面所覆盖的面积，优选的，第一进风面所覆盖的面积至少是第二进风面所覆盖面积的两倍；更具体的，例如，第一进风面所覆盖的面积是第二进风面所覆盖面积的三倍。

进一步的，第二过滤组件采用方便拆卸的插装方式与方形箱体之间进行连接；具体的，第二过滤组件中设有高精度滤网，例如该高精度滤网的过滤精度等级大于或者等于次级滤网的过滤精度等级，优选的，该高精度滤网的过滤精度等级略大于次级滤网的过滤精度等级。

本方案中，次级滤网的有效过滤面积大于初级滤网的有效过滤面积，具体是为了能够让空气更好的通过次级滤网进行过滤，例如，次级滤网采用折叠式的滤网结构，与初级滤网相比，在垂直于气体的流动方向上，相同的单位体积过滤面积较大，优选的，次级滤网的有效过滤面积至少是初级滤网的有效过滤面积的三倍，例如，次级滤网的有效过滤面积是初级滤网的有效过滤面积的五倍。(此时，由初级滤网和次级滤网组成的双层过滤系统的过滤效率，主要取决于初级滤网的规格，即为只要是通过初级滤网过滤的气体，均可以顺利的通过次级滤网的过滤，不会出现由于次级滤网的单位体积的过滤量不达标，而造成的进风区域出现进风区域气流紊乱、串流的现象)。

根据本实用新型空气滤芯装置的另一种具体实施方式，第二进风面、两个第一进风面形成U形结构或者倒U形结构；其中，出风面形成于方形箱体的上表面或者下表面。具体的，两个第一进风面、第二进风面形成U形结构时，出风面形成于方形箱体的上表面处；两个第一进风面、第二进风面形成倒置的U形结构时，出风面形成于方形箱体的下表面处。

优选的，本实用新型中采用风机提供空气流动的动力，风机设在出风面的外侧，出风面形成于方形箱体的上表面处，风机位于出风面的上方；出风面形成于方形箱体的下表面处，风机位于出风面的下方。

根据本实用新型空气净化器滤芯装置的又一种具体实施方式，还包括设置在第一过滤组件内侧的第三过滤组件。其中，第三过滤组件包括插接式过滤组件、卷轴式过滤组件，进一步对经过第一过滤组件中次级滤网过滤的空气进行净化过滤，优选的，第三过滤组件采用高精度的滤网，第三过滤组件中高精度的滤网的过滤精度等级大于或者等于次级滤网的过滤精度等级。

根据本实用新型空气净化器滤芯装置的再一种具体实施方式，第三过滤组件包括高级滤网以及支撑高级滤网且与方形箱体拆卸式连接承载架，高级滤网的有效过滤面积不小于次级滤网的有效过滤面积。本方案中，第三过滤组件采用方便拆卸的插装方式和方形箱体进行连接，有利于简化更换过程。此时，由于气体经过了初级滤网、次级滤网的过滤后，气体的洁净程度较高，含有的空气污染物较少，更换频率相对较低，采用插装的方式，更加方便。

根据本实用新型空气净化器滤芯装置的另一种具体实施方式，收集卷轴和释放卷轴相互平行设置；收集卷轴为主动卷轴，释放卷轴为从动卷轴，初级滤网驱动机构设有用于驱动收集卷轴的驱动组件和用于张紧初级滤网且配合驱动电机的阻尼器。具体的，驱动组件包括驱动电机、连接驱动电机和收集卷轴的齿轮传动机构、链传动机构或者皮带传动机构，本方案中，齿轮传动机构、链传动机构或皮带传动机构优选为减速机构。

根据本实用新型空气净化器滤芯装置的另一种具体实施方式，方形箱体靠近第一进风面和第二进风面的内侧设有第一滑槽，次级滤网通过承载框拆卸式地设置于第一滑槽中；方形箱体靠近出风面设有用于放置第二过滤组件的第二滑槽。采用滑轨式的插装方式，结构比较简单，相应的，也可以采用多个卡扣的连接方式分别将第一过滤组件、第二过滤组件可拆卸地固定在方形箱体上。

根据本实用新型空气净化器滤芯装置的另一种具体实施方式，还包括控制中心，方形箱体内设有报警器、用于检测初级滤网吸附状态的第一传感器、用于检测第二过滤组件中的滤网吸附状态的第二传感器、用于检测次级滤网吸附状态的第三传感器；控制中心根据第一传感器的信号对驱动组件进行控制，根据第二传感器、第三传感器的信号控制报警器发出警示。报警器可以在滤芯装置出现故障时进行报警，例如卷轴式过滤装置自动初级滤网自动更新失败时报警，也可以在需要更换第二过滤组件中的滤网和/或需要更换次级滤网时，进行报警。

本实用新型中，第一进风面和第二进风面处可以设置多层滤网结构，不仅限于上述方案中所提及的卷轴式过滤组件、第一过滤组件以及第三过滤组件，滤网的层数可以根据需要吸附的空气污染物的不同而进行相关的调整，相应的，为了进一步过滤特定的污染物，例如化工车间中含有的挥发性有机物等，也可以增加具有特别材料的滤网结构进行专门的吸附处理，此时可以增加相应的滤网结构(例如第四滤网组件)进行吸附处理。

本实用新型中，第一进风面与第二进风面的可以是相互垂直的平面，也可以是接近垂直的平面，例如当第二进风面在水平面上，第一进风面与竖直面之间形成较小角度的倾斜面，这样设置可以缓解由于风机位置给第一进风面和第二进风面的表面带来风压的轻微差异，有利于更进一步地提高净化的效率；当然，第一进风面与第二进风面之间相互垂直的设置，已经具备了非常高的净化效率。

本实用新型中，设置了多级呈U形的层状滤网结构，与现有采用圆筒状结构的小型家用净化器不同的是，上述家用净化器需要较小的结构，采用多层嵌套的筒状结构，只为减小空气净化器的结构；上述圆筒状结构只能够提供较少的空气净化量，只适用于例如家用、办公室等封闭式的较小空间。

另一方面，为实现本实用新型的目的，本实用新型还提供了一种空气净化器，该空气净化器包括上述的任意一种空气净化器滤芯装置。

在本实用新型空气净化器的一种具体实施方式中，其进一步包括设置于方形箱体上方的风机；一方面，运转的风机产生负压，使得待净化的空气通过进风面进入方形净化箱体、通过出风面离开方形净化箱体而得到净化的空气，另一方面，运转的风机又将净化后的空气送出到周围空间中。

在本实用新型空气净化器的另一种具体实施方式中，其还包括设置于方形箱体下方、且与方形箱体配合连接并具有架空结构的基座。具体的，在基座设有用于进气的进气通道或者用于出气的出气通道，例如，当两个第一进风面、第二进风面形成U形结构时，出风面形成于方形箱体的上表面处，此时，为了保证第二进风面在进风时间不会因为第二进风面与基座的间距过小而造成的进风不流畅的问题，采用例如包括四个支架形成的、四个侧面均可以进风的架空结构，以实现进风的流畅。再例如，当两个第一进风面、第二进风面形成倒U形结构时，出风面形成于方形箱体的下表面处，此时，为了保证出风面的顺利出风，也可以采用例如包括四个支架形成的、四个侧面均可以进风的架空结构，以实现出风的流畅。

本实用新型的有益之处在于：

1、滤芯装置采用三个进风面、一个出风面的方式，大大增加了进风面积，降低了进风的阻力，能够有效地提高的空气的净化处理量，适用多种使用环境，特别适用于大型的空气净化器；

2、在需要大风量运转的环境中，可有效降低能耗和风噪；

3、在滤芯装置的最外侧过滤层采用卷轴式过滤组件，滤网更换过程自动进行，减少了人工更换和清洗的劳动强度；位于内侧过滤层采用插装式过滤组件，整体结构简单，插装式过滤组件更换过程高效、便捷；采用多层过滤网结构，过滤精度高，净化效果好。

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的空气净化器的结构示意图；

图2是图1中，净化器滤芯装置的结构示意图；

图3是本实用新型实施例2的空气净化器的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供了一种空气净化器，如图1－2所示，包括基座1和设在基座1上的净化器滤芯装置2，其中净化器滤芯装置2包括方形箱体21、设置于方形箱体21内部的卷轴式过滤组件22、设置于卷轴式过滤组件22内侧的第一过滤组件23、第二过滤组件24以及风机25。其中，方形箱体21的顶面为出风面211，风机25设在方形箱体21顶面的上方，左右两个相对的侧面均为第一进风面212，方形箱体21的底面为第二进风面213，优选的，两个第一进风面212的进风区域面积相同；两个第一进风面212和第二进风面213形成了U形进风结构，该U形进风结构具有三个进风面，能够提供较大的进风量，优选的，第一进风面212所覆盖的面积不小于第二进风面213所覆盖的面积，再优选的，第一进风面212所覆盖的面积至少是第二进风面213所覆盖面积的两倍，例如，第一进风面212所覆盖的面积是第二进风面213所覆盖面积的三倍。

卷轴式过滤组件22包括初级滤网221和初级滤网驱动机构；参见图2，初级滤网驱动机构包括靠近出风面一侧的收集卷轴222和释放卷轴223、设置在远离出风面一侧的张紧轴辊224；优选的，张紧轴辊224有两个，其中一个张紧轴辊224设在收集卷轴222的下方，另一个张紧轴辊224设在释放卷轴223的下方；初级滤网221的两端分别卷绕于收集卷轴222和释放卷轴223，且承载在两个张紧轴辊224上，以使初级滤网221在方形箱体21的进风方向上完全覆盖第一进风面212和第二进风面213。此时，初级滤网221形成了适配第一进风面212和第二进风面213的呈U形结构的滤网面。

具体的，收集卷轴222、释放卷轴223相互平行，且设在同一水平面或者接近设在同一水平面上，其中，收集卷轴222为主动卷轴，释放卷轴223为从动卷轴；为了使初级滤网221的更换过程自动进行，且更换过程具有良好的稳定性，初级滤网驱动机构还设有用于驱动收集卷轴222的驱动组件和用于张紧初级滤网221且配合驱动电机的阻尼器。例如，驱动组件包括驱动电机、连接驱动电机和收集卷轴的齿轮传动机构、链传动机构或者皮带传动机构，其中，齿轮传动机构、链传动机构或皮带传动机构优选为减速机构，驱动电机优选为步进电机。

第一过滤组件23包括次级滤网231和承载次级滤网231的承载框，优选的，承载框和方形箱体21之间通过滑轨式连接方式进行配合连接，例如，在方形箱体21上靠近第一进风面212和第二进风面213且位于初级滤网221内侧的位置设置了第一滑槽，具体的第一滑槽包括了两个竖直的第一滑槽和一个水平的第一滑槽，相应的，承载框也有三个，分别和两个竖直的第一滑槽、一个水平的第一滑槽配合连接，以实现次级滤网231的快速更换。

参见图2，在第一过滤组件23的内侧还设有第三过滤组件26，第三过滤组件26包括高级滤网261和承载架，其中，承载架与方形箱体21之间的连接方式可以和承载框与方形箱体21之间的连接方式相同，具体结构不再赘述。

第二过滤组件24设在方形箱体21的出风面211处，其设有高精度滤网241，优选的，第二过滤组件24也采用与第一过滤组件23类似的滑轨式连接方式和方形箱体21进行连接，具体结构不再赘述。

本实施例中，气体依次经过初级滤网221、次级滤网231、高级滤网261以及第二滤网组件24中的高精度滤网241进行过滤，且初级滤网221、次级滤网231、高级滤网261以及第二滤网组件24中的高精度滤网241的过滤精度等级不完全相同，优选的，初级滤网221的过滤精度较低，例如主要用于吸附较大颗粒的粉尘和动物毛发等；次级滤网231的过滤精度大于初级滤网221，例如主要用于吸附较小的颗粒物或者含烟悬浮物；高级滤网261的过滤精度大于或者等于次级滤网231的过滤精度，优选的，二者的过滤精度等级相等，例如主要用于吸附PM2.5细微颗粒物；第二滤网组件24中的高精度滤网241大于或者等于高级滤网261的过滤精度，优选的，二者的过滤精度等级相等。在本实用新型的其它实施例中，也可以根据使用环境的需要在方形箱体21中进一步设置其它的滤网结构。

本实施例中，高级滤网261和次级滤网231的有效过滤面积均大于初级滤网221的有效过滤面积，为了保证产品的体积以及产品小型化的设计理念，优选的，高级滤网261、次级滤网231的有效过滤面积相同，且均采用折叠式滤网，与初级滤网221相比，在垂直于气体的流动方向上，折叠式滤网相同的单位体积过滤面积较大，优选的，高级滤网261、次级滤网231的有效过滤面积至少是初级滤网221的有效过滤面积的三倍，例如，高级滤网261、次级滤网231的有效过滤面积是初级滤网221的有效过滤面积的五倍。

再次参见图2，本实施例的滤芯装置正常工作状态时，卷轴式过滤组件22的初级滤网221形成了最外层的U形过滤面，第三过滤组件26中的高级滤网261形成了最内层的U形过滤面，第一过滤组件23中的次级滤网231形成了中间层的U形过滤面；形成了三层U形的层状过滤面结构。在风机25的作用下，待净化的空气从第一进风面212和/或第二进风面213流入，先穿过卷轴式过滤组件22的初级滤网221，接着穿过第一过滤组件23中的次级滤网231，然后穿过第三过滤组件26中的高级滤网261，最后经过位于出风面211处的第二滤网组件24的高精度滤网241过滤后，完成空气的过滤过程，在空气净化过程中，实现了多次过滤，极大的提高了空气净化的效果；并且，净化器滤芯装置2采用三个进风面、一个出风面的方式，降低了进风的阻力，有效地提高的空气的净化处理量。

本实施例所提供的净化器滤芯装置2中还设有控制中心，例如采用单片机或者PLC控制器进行自动化控制；相应的，在方形箱体21内还设有报警器、用于检测初级滤网221吸附状态的第一传感器214、用于检测第二过滤组件24中的高精度滤网241吸附状态的第二传感器215、用于检测次级滤网231吸附状态的第三传感器216、用于检测高级滤网261吸附状态的第四传感器217，控制中心获取第一传感器214的信号后，进行判断是否需要进行自动更新初级滤网221的操作，如果需要，在设备条件允许的情况下(即为可以进行更换初级滤网221的操作前提下)，控制中心控制驱动收集卷轴222的驱动组件，使收集卷轴222转动，带动释放卷轴223平缓地转动，进行更新初级滤网221的过程；相应的，当控制中心获取第二传感器215和/或第三传感器216和/或第四传感器217传输的粉尘已满的检测信号后，控制中心会通过报警器发出报警，或者例如将报警显示至设备的显示界面，当然，报警器依旧具有其基本的设备故障报警的功能，为了区分报警内容，可以采用多个不同颜色的报警灯，也可以设置多个与各个传感器一一对应的报警器。

再次参见图1，在基座1设有包括多根支撑杆一11组成的架空结构，多根支撑杆一11包括竖直支撑杆和水平支撑杆，竖直支撑杆和水平支撑杆形成的框架结构的四个侧面均可以为第二进风面213提供足量的进风空间，以实现第二进风面213进风的流畅性和稳定性。相应的，风机25的出风处和空气净化器本体的顶部盖板12之间也有足够的空间，以使净化后的气体从出风面213可以顺利、流畅的排出。

实施例2

本实施例提供了一种空气净化器，如图3所示，本实施例与实施例1的区别在于，净化器滤芯装置3中，方形箱体31的底面为出风面311，风机35设在方形箱体31底面的下方，左右两个相对的侧面均为第一进风面312，方形箱体31的顶部为第二进风面313，两个第一进风面312和第二进风面313形成倒U形结构。

具体的，在基座4设有包括多根支撑杆二41组成的架空结构，多根支撑杆二41也包括竖直支撑杆和水平支撑杆，竖直支撑杆和水平支撑杆形成的框架结构的四个侧面均可以为出风面311提供足量的出风空间，以实现出风面311出风的流畅性和稳定性。优选的，本实施例中出风面和基座(或者是地面)之间的距离L2，大于实施例1中第二进风面和基座(或者是地面)之间的距离L1，以更加提高设备的出风效率。

虽然本实用新型以较佳实施例揭露如上，但并非用以限定本实用新型实施的范围。任何本领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的发明范围内，当可作些许的改进，即凡是依照本实用新型所做的同等改进，应为本实用新型的范围所涵盖。