空气净化器的结构设计与创新策略分析

空气净化器的结构设计与创新策略分析

黄雅霄

广东松下环境系统有限公司 广东佛山 528300

摘要：随着经济社会的不断发展，对环境的污染越来越严重，人们对于空气净化器的需求逐渐增加，所以对空气质量有了更高的要求。空气中所具有的微粒和病毒等都会对人们的身体健康造成损害。现阶段空气净化器设计中逐渐运用新技术，加强了对结构布局和材料方面的研究，从而满足消费者对于净化器结构和功能的需求。

关键词：空气净化器；结构设计；创新策略

在人们生活质量不断提高的背景下，生活工作中经常会造成废气的排放，对环境造成较大的污染，为了满足人们对于环境的需求，就要加强对空气净化器的利用，虽然现阶段市面上逐渐呈现出多种不同种类的空气净化器^[1]，但是不同的空气净化器具有不同的结构类型，对于空气的净化率也是不同的，为了保证空气净化器的性能，就要加强对其结构设计和创新，实现净化空气的作用，保证经济效益的提高。

1. 空气净化器的外部结构

1.1原始结构

空气净化器属于一种室内摆设件,也属于一种空气净化设备，如果其外形结构比较精致美观，也能在使用中起到良好的装饰和美化效果，所以就要求其在设计中，尽量保持外观齐整美观，颜色和纹路都比较清晰，各个部件之间的配合误差要尽量控制在0.3mm;如果其外围选择铝装结构，表面尽量要进行喷细砂处理，如果顶部为黑色喷漆网盖，就要利用OLED让设备进入工作状态。

1.2对外部结构进行优化

为了更好的满足用户对于空气净化器的需求，就要充分的考虑净化器的辅助充电性能，根据实际需求对其进行外部结构的优化，让其能够尽快进入智能化模块.首先在设计中，可以在净化器的右侧增加辅助充电功能，方便用户通过USB插口进行充电或者电源输出，该设计十分符合人体的操作结构，其能够在节约电线的同时，增加设备的美观性能，方便对其进行装配^[2]。其次在设备部影响美观的情况下，可以在系统内部设置一项空气检测的模块，从而保证室内的空气质量，保证设备在经过有效的数据采集和调整后，能够实现设备的整风和净化空气效能，保证设备的智能化利用，这个过程中，可以利用显示屏让用户实现人机交互。最后能够通过对滤网和风机等模块的利用，实现空气净化器的结构排布，保证使用结构的稳定性。

2. 对空气净化器的细节进行设计

2.1设计材料的利用选择

在对空气净化器进行细节设计研究的时候，需要根据实际情况进行考虑，充分的考虑净化器所放置的位置，考虑其是否要经受外界的高温和暴晒，从而合理的对外部结构所需要材料进行选择，防止材料发生高温和变形。总体来说，选择的材料要耐高温，具有较强的腐蚀性和可加工性，保证使用性能比较合理。

2.2考虑净化器设计中离心机的使用

因为离心机是空气净化器中的核心设备，其对于空气净化发挥着不可替代的作用。因此要重视对离心机的选择，通过对离心机的使用，降低工作的噪音和净化速度，保证其可以实现良好的净化效果。在使用中，可以通过高流量离心机的选择，将离心机的尺寸控制在:φ100x25.75mm,流量设置为41.61CFM,噪声为53.5dB,该流量的离心机不仅转动速度较高，而且风力较大，噪声也大。所以在经过研究后，按照科学的设计原则，可以将风口面积控制在2779mm',然后按照风口面积的比例，适当的增加导流筋条，从而将压差控制在一定范围中，减少气体在腔体中迂回，让气体快速排出室外。

2.3降低噪声措施

2.3.1结构创新

在对空气净化器进行设计时，需要尽量将其结构的内部尖角和阻挡结构减少，保证进行磨具加工时，方便对磨具表面结构的抛光，降低零件的粗糙程度，从而减少磨具的摩擦。

2.3.2控制集流器之间的空隙

空气净化器设计中，加强对集流器之间的空隙控制，更有利于将集流器之间的漩涡减少，减少噪音。同时可以在净化器的出风口和进风口之间设置一个低压空间，实现离心机的抽气，从而形成一个有机的真空层，方便对室内的空气进行过滤。在空气流动同时，气流和净化器壳体之间会形成一个阻力和摩擦力，缝隙越小，所产生的真空程度就越高，从而净化器所产生的噪音也就越大，不利于气流速度的控制。在对其使用中，其所产生的噪音越大，对工作性能的影响也就越大。反之情况下，适当的加大反风机与中框集流器之间的空隙，能够有效的对空气净化量进行控制，保证空气的清新度。在对净化器进行设计和实验中，应该充分的考虑间隙的宽度，然后结合离心风机的轴线利用情况和公差，对其中的间距进行调整，从而有效的解决真空度和噪声等问题，提升空气的清洁度，保证良好的测试效果。

2.4滤网的设计创新

在空气净化器的设计创新中，要加强对滤网吸附技术的利用，滤网主要由细致的塑料纤维和活性炭组成，其在使用的过程中，如果颗粒物的体积过大，就会很大程度上导致有毒气体的产生，造成颗粒物无法有效排出，导致其与活性炭发生物理和化学作用。通常情况下，活性炭内部具有十分科学的微孔结构，表面积较大，利用中能够通过小体积的污染物吸入和科学性的有机气体物理吸附，起到净化空气的目的，极大的提高净化器的出风量，防止各种涡流损失发生，防止净化器产生进风阻力。因为滤网的主要作用是净化，其在净化过程中会与有害物质接触，加大滤网和空气的直接接触，利于过滤的效率提高。但是如果这个过程中，产生的阻力较大，就会使空气与滤网的接触面积降低，影响到空气的净化量，不利于对有害物质的去处，因此加强对滤网的设计创新显得十分关键

^[3]。在实际的滤网设计创新中，最好在中间层面利用纱网进行过滤，中间活性炭滤层对于炭布的选择尽量优质，炭布的利用可以采用折页的方式，从而保证有效面积的增加，提升过滤效率，让活性炭布能够有效的对有害气体进行过滤，防止产生二次污染，保证良好的净化效果产生，实现对资源和能源的有效利用。

结束语：综上所述，在空气净化器的结构设计中，为了保证净化效果的合理性，就要尽量加强对各种先进材料和滤网的选择，高性能材料的选择，能够实现对净化器噪音的降低，提升空气净化量，提升污染去除率，优化室内环境，有效的满足消费者对于空气净化的需求，为了营造良好舒适的居住和生活环境，实现对各种大气、水污染问题的解决，遵循国家对于生态建设的需求。同时也要加强对净化器的创新，提升净化率，降低能耗，加强对净化系统的控制，实现对资源能源的有效利用。

参考文献：

[1]陈茁,靳云.基于单片机的空气消毒净化器自动控制系统设计[J].自动化与仪器仪表,2020(6):83-86.

[2]张虹利,施冰,张明晶,等.空气净化器过滤网性质探究实验设计[J].化学教育,2019,40(15):6-10.

[3]沈文豪,张亚新,宋江.基于CFD-DEM方法的净化器流场模拟与结构优化[J].过程工程学报,2020,20(10):1147-1155.