КОНСТРУКЦИЯ ВОЗДУХООЧИСТИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА И СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ИМ Российский патент 2022 года по МПК B01D46/00 B01D46/52 A61L9/00 

Область техники

[1] Заявленное изобретение относится к воздухоочистительным устройствам, или воздухоочистителям, предназначенным для забора и очистки атмосферного воздуха от пылевых частиц и иных примесей, а также вирусов и бактерий. Они используются как в промышленности, где предъявляются особые требования к чистоте используемого в технологических процессах воздуха при больших объемах его потребления, так и в домашних условиях для улучшения качества воздуха и создания безвредной атмосферы в помещении.

Уровень техники

[2] Комнатные воздухоочистители выполняются в различных формах и зачастую содержат одно или более отверстий для забора воздуха, вентилятор для обеспечения прохождения воздушного потока через воздухоочистительное устройство, систему из одного или более фильтров, очищающих воздух от одного или более видов частиц в атмосферном воздухе, например, от пылевых частиц и формальдегидов, и отверстие для выхода воздуха из корпуса воздухоочистителя. Иногда корпус воздухоочистителя также содержит обеззараживающие компоненты.

[3] Известны воздухоочистительные устройства, состоящие из нескольких ступеней очищения воздуха и не менее чем из одной ступени обеззараживания воздуха. При этом в качестве первой ступени используется сетка предварительной фильтрации, в качестве второй ступени используется высокоэффективный фильтр HEPA (High Efficiency Particulate Air или High Efficiency Particulate Arrestance), очищающий воздух от пылевых частиц, а в качестве третьей ступени используется адсорбционный слой, избавляющий воздух от запахов и формальдегидов. В качестве же обеззараживающей ступени зачастую используются ультрафиолетовые лампы.

[4] В патенте CN203442979U (опубл. 19.02.2014; МПК: F24F 1/02; B01D 46/12; B01D 53/86; A61L 9/20; A61L 9/22) описана полезная модель на очиститель воздуха, который состоит из корпуса, вентилятора и устройства адсорбции и разложения. Впускное отверстие для воздуха и выпускное отверстие для воздуха выполнены в корпусе, вентилятор расположен в корпусе, и устройство адсорбции и разложения расположено в корпусе и содержит слой предварительной фильтрации, эффективный фильтрующий слой воздушного фильтра, фильтрующий слой из активированного диоксида кремния, фильтрующий слой с ленточным ионным фильтром, фильтрующий слой с активированным углем, фильтрующий слой с фотокатализатором, слой ультрафиолетовой стерилизации и слой отрицательных ионов, причем слой первичного фильтра, эффективный фильтрующий слой воздушного фильтра, фильтрующий слой из активированного диоксида кремния, ленту ионный фильтрующий слой, фильтрующий слой из активированного угля, фильтрующий слой фотокатализатора, слой ультрафиолетовой стерилизации и слой отрицательных ионов последовательно расположены от входа для воздуха до выхода для воздуха. Очиститель воздуха прост по конструкции, может эффективно очищать от загрязняющих веществ PM2.5 и удалять формальдегид и различные вредные газы в воздухе, а также объединяет функции стерилизации, предотвращения плесени, удаления запаха и т.п. Исходя из приложенных чертежей, аналог имеет 3 воздухозаборных отверстия на одной из стенок, т.е. нельзя сказать, что имеет место равномерный забор воздуха. Более того, отверстия занимают малую площадь относительно площади стенки, поэтому площадь используется менее эффективно. Также, в аналоге в качестве антибактериального слоя используется ультрафиолет. Он повышает опасность прибора, т.к. некоторые микробы и бактерии мутируют под эффектом света. Третьим недостатком данного устройства является то, что в аналоге обеззараживание воздуха происходит после его прохождения через высокоэффективный фильтр HEPA. В связи с этим, бактерии и микробы могут оседать и размножаться на поверхности HEPA и внутри него, т.к. не уничтожаются до этого, а задерживаются фильтром. В принципе, расположение антибактериального слоя после HEPA является бессмысленным, т.к. HEPA собирает на себе почти все и до ультрафиолета бактерии не доходят. Также из-за расположения обеззараживающего слоя после фильтра HEPA, при необходимости достать фильтр HEPA для замены, пользователь будет касаться потенциально бактериальной поверхности фильтра, что является небезопасным для человека.

[5] В патенте CN204063339U (опубл. 31.12.2014; МПК: F24F 1/02; F24F 11/02) полезная модель представляет собой своего рода умный мощный очиститель воздуха, отличающийся тем, что на входе воздуха в воздухоочиститель по воздуховоду в канал выхода воздуха, вдоль направления воздушного потока, должен быть расположен картридж предварительного фильтра, фильтрующий сердечник из HEPA и композитный активированный угольный фильтрующий сердечник на входе воздуха; Ультрафиолетовое излучение и сетка фотокатализатора расположены в месте выхода воздуха; Воздух, попавший из помещения в воздухозаборное отверстие, проходит трехслойную фильтрацию, очистку и двойную стерилизацию до выпуска из воздуховыпускного отверстия, таким образом образуя циркулярный очищающий воздушный поток. Полезная модель эффективно может улучшить эффект очистки пассивного типа очистителя воздуха и устраняет недостаток активного осветлителя, тем самым улучшает качество воздуха, улучшает окружающую среду. Первым недостатком данного устройства является то, что корпус аналога сделан в виде параллелепипеда, в связи с чем он является менее компактным. Во-вторых, воздухозаборные отверстия в корпусе аналога также расположены в нижней части корпуса, но лишь на одной стороне, что значительно уменьшает эффективную площадь забора воздуха. В-третьих, в аналоге в качестве обеззараживающего слоя используется ультрафиолет, который повышает опасность прибора, т.к. некоторые микробы и бактерии мутируют под эффектом света. В-четвертых, в аналоге обеззараживание воздуха происходит после его прохождения через высокоэффективный фильтр HEPA. В связи с этим, бактерии и микробы могут оседать и размножаться на поверхности HEPA и внутри него, т.к. не уничтожаются до этого, а задерживаются фильтром. В принципе, расположение антибактериального слоя после HEPA является бессмысленным, т.к. HEPA собирает на себе почти все и до ультрафиолета бактерии не доходят. Также из-за расположения обеззараживающего слоя после фильтра HEPA, при необходимости достать фильтр HEPA для замены, пользователь будет касаться потенциально бактериальной поверхности фильтра, что является небезопасным для человека.

[6] В патенте KR101731948B1 (опубл. 02.05.2017; МПК: B01D 46/12; B01D 39/00) описывается устройство очистки воздуха, а более конкретно, устройство очистки воздуха, имеющее переднюю крышку, которая открывается и закрывается, переднюю крышку для открывания и закрывания передней крышки, корпус, имеющий выпускное отверстие и всасывающее отверстие, фильтр предварительной обработки, съемно установленный в задней части всасывающего отверстия. Устройство очистки воздуха также содержит горизонтальный фильтрующий блок, прикрепляющийся и отсоединяющийся горизонтально; и нагнетательный вентилятор, установленный в верхней части горизонтального фильтрующего устройства для всасывания и выпуска воздуха, при этом фильтр предварительной обработки покрыт углем, фильтрующая часть для удаления неорганических газов, ламинированная в порядке экологического фильтра, фильтра неорганической кислоты и фильтр окружающей среды; часть фильтра для удаления органических газов, ламинированную в таком порядке, как фильтр окружающей среды, фильтр органического газа и фильтр окружающей среды; Дезодорирующий фильтр и фильтр для удаления твердых частиц, который представляет собой гепаровый фильтр, состоящий из заряженных волокон. Первым недостатком данного устройства является то, что корпус аналога сделан в виде параллелепипеда, в связи с чем он является менее компактным. Второй недостаток заключается в том, что воздухозаборные отверстия в корпусе аналога также расположены в нижней части корпуса, но лишь на одной стороне, что значительно уменьшает эффективную площадь забора воздуха. Третьим недостатком является то, что экологический фильтр, на который нанесено антибактериальное средство, располагается перед фильтром твердых частиц, но помимо этого устройство имеет большое количество других фильтров, таких как фильтр неорганических кислот и фильтр органических газов. Вышеупомянутые фильтры являются необходимыми только в условиях лабораторий. Исследуемое же устройство разрабатывалось для использования в домашних или офисных условиях, в связи с чем установка туда фильтра неорганических кислот и фильтра органических газов является бессмысленной.

[7] Корпус очистителя воздуха AC2887/10 от компании Koninklijke Philips N.V. (https://www.philips.ru/c-p/AC2887_10/air-cleaner; дата выпуска: 16.06.2020; страна производства: Китай) выполнен в виде параллелепипеда с закругленными углами, на боковых стенках которого расположены воздухозаборные отверстия, а на верхней крышке выпускное отверстие для воздуха. Причем в корпусе также содержатся вентилятор, фильтр предварительный очистки, угольный фильтр и высокоэффективный фильтр HEPA. Также в описании устройства заявлено о наличии антибактериального режима работы. Одним из недостатков данного воздухоочистителя является отсутствие равномерного забора воздуха из помещения в связи с расположением воздухозаборных отверстий лишь на двух из стенок корпуса воздухоочистителя. Более того, эти воздухозаборные отверстия занимают малую площадь относительно площади стенки, поэтому площадь используется неэффективно. Вторым недостатком является расположение ступени обеззараживания воздуха после высокоэффективного фильтра HEPA. В связи с этим, бактерии и микробы могут оседать и размножаться на поверхности HEPA и внутри него, т.к. не уничтожаются до этого. При необходимости достать фильтр HEPA для замены, пользователь будет касаться потенциально бактериальной поверхности фильтра, что является небезопасным для человека.

[8] Системы управления воздухоочистительными устройствами разрабатываются для более эффективного регулирования процесса очищения воздуха в помещении. Наиболее современные системы управления воздухоочистительными устройствами состоят из вычислительных модулей, пользовательской панели управления и одного или нескольких датчиков качества воздуха.

[9] Панель управления современного воздухоочистительного устройства может включать в себя множество индикаторов качества воздуха, индикаторов режима работы устройства, индикаторов ресурса фильтра, кнопок режима работы устройства и переключения скоростей вентилятора. Панель управления служит для прямого взаимодействия пользователя с воздухоочистительным устройством. Она позволяет не только самому задавать параметр очистки воздуха, но и выводит данные о качестве воздуха в помещении, о неполадках внутри корпуса, которые пользователь не может увидеть сам, и о текущем режиме работы воздухоочистительного устройства.

[10] Известно множество различных панелей управления, предназначенных специально для воздухоочистительных устройств. В полезной модели CN204853674U (опубл. 09.12.2015; МПК: F24F 1/00; F24F 11/00; F24F 11/02; F24F 13/24; F24F 13/28) предусматривается наличие сенсорной панели управления и поворотной ручки для переключения скоростей вентилятора воздухоочистительного устройства. Полезная модель относится к интеллектуальной системе управления очисткой воздуха. Полезная модель раскрывает систему очистки воздуха, систему вентилятора и корпус, ее характеристики: все еще включают систему контроля воздуха, систему управления, модуль регулятора скорости, динамик, систему отображения, сетевой функциональный модуль и сервер, оснащены датчиком TVOC среди системы контроля воздуха, датчика формальдегида, инфракрасного индуктора, датчика PM2.5, датчика температуры и влажности, датчика MIC, системы напоминания и датчика света, должны быть оснащены системой очистки воздуха, модуль которой избавляется от твердых частиц, веществ и вредных газов, оснащены на корпусе с поворотным переключателем головки вентилятора, системой равномерного контроля и контроля воздуха, системой контроля, сетевым функциональным модулем, системой отображения, динамиком, сервером, системой вентилятора и скоростью Модуль регулятора соединяет модуль регулятора скорости и головку вентилятора. Недостатком данной системы является то, что в аналоге предусмотрен сенсорный дисплей, однако на нем нет функции управления скоростями вентилятора. Для управления скоростью вентилятора под дисплеем размещена поворотная ручка,из-за чего скорости работы переключаются дискретно и резко. Резкое переключение увеличивает риск быстрого износа вентилятора. Также в аналоге используется несколько датчиков, помимо датчиков TVOC и PM2.5. Это является избытком, т.к. остальные же датчики бесполезны в офисных и домашних условиях и только увеличивают денежные затраты на изготовление устройства.

[11] А в патенте US20180257018A1 (опубл. 13.09.2018; МПК: B01D 46/00; B01D 46/44; F24F 3/16; F24F 11/39) также присутствует описание панели управления. Данная полезная модель раскрывает устройство для очистки воздуха. Устройство очистки воздуха содержит сетку фильтра, компонент определения типа сетки фильтра и компонент определения срока службы сетки фильтра. Сетчатый фильтр предназначен для фильтрации частиц и по крайней мере одного из конкретных химических веществ в воздухе. Компонент определения сетки фильтра сконфигурирован для определения типа сетки фильтра. Компонент определения срока службы фильтрующей сетки сконфигурирован для определения того, нужно ли менять фильтрующую сетку в соответствии с определенным типом фильтрующей сетки и условиями использования фильтрующей сетки. С устройством очистки воздуха согласно настоящему раскрытию можно получить оставшийся срок службы сеток фильтров различных типов или спецификаций, затем пользователю может быть предложено, когда сетку фильтра необходимо заменить, тем самым позволяя пользователю поддерживать хорошее эффект очистки воздуха в любое время суток. Первым недостатком данного устройства является то, что в аналоге на панели управления по центру располагается индикатор качества воздуха, который показывает численное количество частиц PM2.5 в воздухе, что может быть непонятным для пользователя. Вторым недостатком является то, что на панели управления аналога не предусмотрено слайдерное плавное переключение скоростей вентилятора. Скорости переключаются при помощи поворотной ручки, из-за чего скорости работы переключаются дискретно и резко. Резкое переключение увеличивает риск быстрого износа вентилятора. Третьим недостатком является то, что на панели управления аналога присутствует только пять режимов скорости работы воздухоочистителя, а в настоящем изобретении их не менее шести, что позволяет определять более оптимальные значения скорости работы вентилятора для различных значений параметра качества воздуха.

[12] Наиболее близким аналогом является патент WO2017121107A1 (опубл. 20.07.2017; МПК: F24F 11/02; F24F 1/02; G05B 19/042), описывающий способ и систему очистки воздуха. Способ включает следующие этапы: проверка текущего качества воздуха в помещении, причем качество воздуха включает содержание формальдегида; управление запуском системы очистки воздуха в соответствии с качеством воздуха; и регулирование рабочего времени системы очистки воздуха в соответствии с содержанием формальдегида. На сенсорной панели управления которого предусмотрена наличие слайдера переключения скоростей вентилятора. Причем, скорость работы вентилятора регулируется посредством расчета угла поворота пальца пользователя. Недостатком данного слайдерного управления является отсутствие наложения соседних секторов слайдера друг на друга. В настоящем изобретении переключение скоростей происходит при попадании пальца на следующий сектор, причем переключение происходит плавно за счет накладывания соседних секторов друг на друга, т.к. система замечает позицию пальца на слайдере еще до его перемещения на следующий сектор и начинает плавно увеличивать скорость работы вентилятора. Это решение обеспечивает более длительную и надежную работу вентилятора.

Сущность изобретения

[13] Задачей настоящего изобретение является создание компактного умного воздухоочистительного устройства для использования в жилых и офисных помещениях.

[14] Указанная задача достигается благодаря такому техническому результату как создание компактного воздухоочистительного устройства с высокой эффективностью очистки воздуха и длительным сроком службы, в том числе:

• обеспечение эффективной очистки воздуха от пылевых частиц, в частности PM2.5, и бактерий;

• увеличение эффективности и длительности работы высокоэффективного фильтра HEPA;

• компактность корпуса, обеспечивающего эффективный и равномерный забор воздуха из помещения;

• применение понятной пользователю панели управления, включающей управление скоростями вентилятора,

• обеспечение более длительной и надежной работы вентилятора воздухоочистительного устройства.

[15] Технический результат достигается воздухоочистительным устройством, содержащим вентилятор, отверстия для забора и вывода воздуха, ограничивающие тракт потока воздуха, который проходит через, по крайней мере, три ступени очистки воздуха, причем первая ступень очистки выполнена в виде сетки предварительной фильтрации, вторая ступень выполнена в виде высокоэффективного фильтра HEPA, и третья ступень выполнена с возможностью обеззараживания воздуха и находится между первой и второй ступенями очистки воздуха, при этом корпус воздухоочистительного устройства и ступени очистки воздуха имеют цилиндрическую форму.

[16] При этом сетка предварительной фильтрации необходима для очистки воздуха от крупных пылевых частиц и различного мелкого мусора, ступень обеззараживания воздуха необходима для обеззараживания воздуха от бактерий, высокоэффективный фильтр HEPA для более глубокой очистки воздуха от более мелких пылевых частиц, таких как пылевые частицы PM2.5. Расположение обеззараживающей ступени перед высокоэффективным фильтром HEPA обеспечивает увеличение эффективности и длительности работы высокоэффективного фильтра HEPA, т.к. бактерии и микробы не могут оседать и размножаться на поверхности HEPA и внутри него, т.к. они уничтожаются до этого. Также из-за расположения обеззараживающей ступени до высокоэффективного фильтра HEPA, при необходимости достать фильтр HEPA для замены, пользователь не будет касаться потенциально бактериально зараженной поверхности фильтра, что является более безопасным для человека. Также заявленный технический результат достигается за счет цилиндрического корпуса, по всей нижней части боковой поверхности которого расположены воздухозаборные отверстия, что обеспечивает равномерный забор воздуха из помещения и при этом компактность воздухоочистительного устройства.

[17] Дополнительно возможно выполнение обеззараживающей ступени в виде антибактериального слоя, что также увеличивает эффективность прибора в обеззараживании. Выполнение воздухозаборных отверстий в круглой форме и расположение их по окружности в нижней части корпуса воздухоочистительного устройства могут, во-первых, увеличить эффективную площадь забора воздуха, а, во-вторых, т.к. отверстия не имеют углов, пылевые частицы не будут в них забиваться, что также способствует более эффективной очистке воздуха в помещении. Воздухоочистительное устройство также может дополнительно содержать ступень очистки воздуха, выполненную в виде слоя адсорбента, которая позволит очищать воздух от летучих органических соединений (ЛОС), формальдегида и неприятных запахов, что может значительно улучшить качество воздуха в помещении. В качестве слоя адсорбента может служить слой активированного угля. Также для фиксирования концентрации пылевых частиц PM2.5 в помещении воздухоочистительное устройство может дополнительно содержать датчик пылевых частиц PM2.5, или для фиксирования концентрации ЛОС в помещении воздухоочистительное устройство может дополнительно содержать датчик ЛОС, или для фиксирования концентрации пылевых частиц PM2.5 и концентрации ЛОС в помещении воздухоочистительное устройство может дополнительно содержать сразу оба датчика, т.е. датчик пылевых частиц PM2.5 и датчик ЛОС.

[18] Также технический результат достигается системой управления воздухоочистительным устройством, описанного выше, отличающейся тем, что к воздухоочистительному устройству подсоединен по крайней мере один датчик качества воздуха, центральный процессор и сенсорная панель управления воздухоочистительным устройством, причем сенсорная панель управления воздухоочистительным устройством содержит не менее одной кнопки для управления работой воздухоочистительного устройства, не менее одного индикатора состояния воздухоочистительного устройства, индикатор качества воздуха и слайдер для переключения скоростей вентилятора, причем участок панели управления, находящийся под слайдером для переключения скоростей вентилятора воздухоочистительного устройства, разделен не менее, чем на шесть секторов, и эти сектора накладываются друг на друга в местах пересечения. Панель управления с плавным слайдером управления скоростями работы вентилятора достигается за счет разделения слайдера на сектора и накладывания соседних секторов друг на друга. Таким образом, система замечает позицию пальца на слайдере еще до его перемещения на следующий сектор и начинает плавно увеличивать скорость работы вентилятора.

[19] Такое решение обеспечивает более длительную и надежную работу вентилятора. Наличие кнопок управления работой воздухоочистительного устройства обеспечивает более удобную эксплуатацию воздухоочистительного устройства пользователем. Наличие индикаторов состояния воздухоочистительного устройства позволяет пользователю понимать, в каком режиме находится воздухоочистительное устройство, и, при необходимости, заметить, когда фильтр воздухоочистительного устройства необходимо заменить для более эффективной работы воздухоочистительного устройства. Также наличие индикаторов качества воздуха в помещении позволяет пользователю эффективно управлять воздухоочистельным устройством не только в автоматическом режиме, но и в ручном режиме управления. То есть, увидев определенный сигнал индикатора качества воздуха, пользователь может изменить скорость работы вентилятора воздухоочистительного устройства, что обеспечит более эффективную работу воздухоочистительного устройство, как в автоматическом, так и в ручном режиме работы воздухоочистительного устройства.

[20] Центральный процессор может содержать такие модули, как модуль расчета качества воздуха, модуль расчета состояния воздухоочистительного устройства и модуль вывода, которые позволяют более эффективно управлять воздухоочистительным устройством. При помощи подключения модуля расчета качества воздуха к датчику качества воздуха и подключения модуля расчету качества воздуха к модулю вывода можно выводить данные о качестве воздуха на панель управления воздухоочистительного устройства, что позволяет пользователю более эффективно управлять воздухоочистительным устройством даже в ручном режиме работы воздухоочистительного устройства. В дополнении к указанным модулям центральный процессор может содержать модуль беспроводного соединения.

[21] Индикатор качества воздуха на сенсорной панели управления воздухоочистительного устройства может быть выполнен с разделением на три сектора, каждый из которых активируется программой в зависимости от данных, полученных с датчика качества воздуха, и отображает текущее качество воздуха в помещении, что позволяет более понятным образом для пользователя отображать качество воздуха в помещении.

[22] Система управления воздухоочистительным устройством может быть подключена к таким датчикам качества воздуха, как датчик PM2.5 и/или датчик летучих органических соединений (ЛОС), что позволяет более точно измерять качество воздуха в помещении для последующего вывода на панель управления воздухоочистительного устройства.

[23] Панель управления воздухоочистительного устройства может дополнительно содержать кнопку включения/выключения автоматического режима работы воздухоочистительного устройства, что позволяет эффективно управлять воздухоочистительным устройством не только в ручном режиме управления, но и в автоматическом. Причем при включении автоматического режима работы воздухоочистительного устройства переключение скоростей работы вентилятора происходит в автоматическом режиме на основании данных модуля расчета качества воздуха, из-за чего повышается срок эксплуатации воздухоочистительного устройства.

[24] В качестве модуля беспроводного соединения может быть использован модуль BLE/Wi-Fi, которые являются наиболее распространенными и доступными, из-за чего подсоединиться к системе управления воздухоочистительным устройством можно практически с любого современного устройства.

[25] В силу цилиндрической формы воздухоочистительного устройства, и возможности разместить различные датчики над фильтрами в едином корпусе компактно, система управления воздухоочистительным устройством достигает технического результата именно с той конструкцией воздухоочистительного устройства, которая описана выше. При этом расположение датчиков в верхней части корпусанад отверстиями забора воздуха но ниже выходного отверстия, позволяет достоверно измерять качество воздуха внутри помещения, до прохождения воздуха через воздухоочистительное устройство.

Описание чертежей

[26] Объект притязаний по настоящей заявке описан по пунктам и чётко заявлен в формуле изобретения. Упомянутые выше задачи, признаки и преимущества изобретения очевидны из нижеследующего подробного описания, в сочетании с прилагаемыми чертежами, на которых показано:

[27] На Фиг. 1А представлен внешний вид воздухоочистительного устройства.

[28] На Фиг. 1Б представлен внешний вид воздухоочистительного устройства сбоку.

[29] На Фиг. 1В представлен внешний вид воздухоочистительного устройства сбоку с датчиками качества воздуха.

[30] На Фиг. 1Г представлен внешний вид воздухоочистительного устройства сверху.

[31] На Фиг. 2А представлен вид воздухоочистительного устройства в продольном разрезе со схемой воздушного потока.

[32] На Фиг. 2Б представлен вид воздухоочистительного устройства в поперечном разрезе.

[33] На Фиг. 2В представлен вид воздухоочистительного устройства в продольном разрезе с дополнительной ступенью очистки воздуха и со схемой воздушного потока.

[34] На Фиг. 2Г представлен вид воздухоочистительного устройства в поперечном разрезе с дополнительной ступенью очистки воздуха.

[35] На Фиг. 3А представлен вид панели управления воздухоочистительного устройства.

[36] На Фиг. 3Б представлен схематический вид слайдера управления скоростями вентилятора.

Подробное описание изобретения

Устройство

[37] В приведенном ниже подробном описании реализации изобретения приведены многочисленные детали реализации, призванные обеспечить отчетливое понимание настоящего изобретения. Однако, квалифицированному в предметной области специалисту очевидно, каким образом можно использовать настоящее изобретение, как с данными деталями реализации, так и без них. В других случаях, хорошо известные методы, процедуры и компоненты не описаны подробно, чтобы не затруднять излишнее понимание особенностей настоящего изобретения.

[38] Кроме того, из приведенного изложения ясно, что изобретение не ограничивается приведенной реализацией. Многочисленные возможные модификации, изменения, вариации и замены, сохраняющие суть и форму настоящего изобретения, очевидны для квалифицированных в предметной области специалистов.

[39] Воздухоочистительное устройство и его система управления согласно настоящему изобретению является высокоэффективным устройством для очищения воздуха в домашних и офисных условия. Его компактность в сочетании с большой эффективной площадью забора воздуха позволяет размещать его в любом месте: как на полу, так и на бытовых поверхностях. Предложенная конфигурация ступеней очищения воздуха, хоть и является рекомендуемой, но может также быть выполнена в любой другой последовательности.

[40] На Фиг. 1 А-Г изображен внешний вид воздухоочистительного устройства 100 согласно настоящему изобретению, который включает в себя корпус 101 воздухоочистительного устройства 100, воздухозаборные отверстия 102, расположенные по всей нижней части боковой поверхности корпуса 101 воздухоочистительного устройства 100, отверстия для выхода воздуха 103 и панель управления 300 воздухоочистительного устройства 100, расположенные на верхней крышке воздухоочистительного устройства 100.

[41] Корпус 101 воздухоочистительного устройства 100 выполнен из пластика, но может быть выполнен также и из других материалов, например, металл, дерево и т.д. Воздухозаборные отверстия 102 могут быть выполнены в виде каскада небольших круглых отверстий, расположенных по всей окружности нижней части боковой поверхности воздухоочистительного устройства 100, но могут также иметь другую форму, размер, а также частоту расположения, если при этом обеспечивается такой же равномерный и эффективный по площади забор воздуха из помещения. Отверстия для вывода воздуха 103 и панель управления 300 воздухоочистительного устройства 100 могут быть выполнены в любом виде и расположены на любой из свободных стенок корпуса 101 воздухоочистительного устройства 100. Устройство также может содержать по крайней мере один датчик качества воздуха 104, расположенный на поверхности корпуса 101 воздухоочистительного устройства 100, фиксирующие текущее качества воздуха в помещении. Датчик качества воздуха 104 может являться любым датчиком, фиксирующим качество воздуха в помещении, в зависимости от нужд пользователя. Например, это может быть датчик пылевых частиц PM2.5, датчик летучих органических соединений (ЛОС) и т.д. Он может располагаться на любой из свободных стенок корпуса 101 воздухоочистительного устройства 100 при условии, что они при таком расположении смогут адекватно фиксировать текущее качество воздуха в помещении. Датчики качества воздуха 104 также могут использоваться как по отдельности, так и в комбинации друг с другом. Воздухоочистительное устройство имеет цилиндрическую форму. Благодаря ей возможно разместить датчики в верхней части корпуса над отверстиями забора воздуха, но ниже выходного отверстия. Это позволяет достоверно измерять качество воздуха внутри помещения, до прохождения воздуха через воздухоочистительное устройство. Также благодаря такому конструктивному выполнению устройства реализовывается функционирование системы управления воздухоочистительным устройством с центральным процессорами слайдером для переключения скоростей вентилятора.

[42] На Фиг. 2А и 2Б изображено воздухоочистительное устройство 100 в продольном и поперечном разрезе соответственно. Внутри корпуса 101 воздухоочистительного устройства 100 расположены вентилятор 201, а также три ступени очищения воздуха 202-204, первая 202 из которых является сеткой предварительной фильтрации, вторая ступень 203 выполнена с возможностью обеззараживания воздуха в помещении, третья ступень 204 выполнена в виде высокоэффективного фильтра HEPA.

[43] Заявленное устройство работает следующим образом. Воздух из помещения 206 под действием вентилятора 201 проходит через отверстия для забора воздуха 102 и через по крайней мере три ступени очищения воздуха 202-204 внутри корпуса 101 воздухоочистительного устройства 100. В первую очередь, воздух из помещения 206 внутри корпуса 101 очищается сеткой предварительной фильтрации 202, а затем обеззараживается, проходя через вторую ступень очистки воздуха 203, выполненную с возможностью обеззараживания воздуха. После обеззараживания воздух 206 проходит через высокоэффективный фильтр HEPA 204, который очищает воздух 206 от всех оставшихся пылевых частиц. После прохождения трех ступеней очистки воздуха 202-205 очищенный воздух 207 под действием вентилятора 201 выходит из корпуса 101 воздухоочистительного устройства 100 через отверстия для вывода воздуха 103.

[44] В качестве ступени 203, выполненной с возможностью обеззараживания воздуха, может быть использован антибактериальный слой, бактерицидные лампы с ультрафиолетовыми лучами, ионизатор воздуха, слой ионов серебра, фотокатализатор и т.д.

[45] На Фиг. 2В и 2Г изображено воздухоочистительное устройство 100 в продольном и поперечном разрезе соответственно с дополнительной ступенью очистки воздуха. Воздухоочистительное устройство может дополнительно содержать ступень очистки воздуха 205, выполненную в виде слоя адсорбента, который будет очищать воздух от летучих органических соединений ЛОС, формальдегида и неприятных запахов. В качестве слоя адсорбента может служить слой активированного угля, оксида алюминия, перманганата калия, слой с пропиткой гидроксида калия и т.д.

[46] Заявленное устройство работает следующим образом. Воздух из помещения 206 под действием вентилятора 201 проходит через отверстия для забора воздуха 102 и через четыре ступени очищения воздуха 202-205 внутри корпуса 101 воздухоочистительного устройства 100. В первую очередь, воздух из помещения 206 внутри корпуса 101 очищается сеткой предварительной фильтрации 202, а затем обеззараживается, проходя через вторую ступень очистки воздуха 203, выполненную с возможностью обеззараживания воздуха. После обеззараживания воздух 206 проходит через высокоэффективный фильтр HEPA 204, который очищает воздух 206 от всех оставшихся пылевых частиц. Далее, воздух 206 очищается от ЛОС, формальдегидов и неприятных запахов, проходя через слой активированного угля 205. После прохождения всех четырех ступеней очищения воздуха 202-205 очищенный воздух 207 под действием вентилятора 201 выходит из корпуса 101 воздухоочистительного устройства 100.

[47] На Фиг. 3А изображен пример реализации панели управления 300 воздухоочистительного устройства 100 в соответствии с предложенным изобретением. На панели управления 300 воздухоочистительного устройства 100 имеется по крайней мере одна кнопка управления 301 воздухоочистительным устройством 100, по крайней мере один индикатор состояния 302 воздухоочистительного устройства 100, индикатор качества воздуха 303 и слайдер переключения скоростей работы вентилятора 304.

[48] Панель управления 300 воздухоочистительного устройства 100 согласно настоящему изобретению может быть выполнена в любой форме и любом виде при условии, что на ней имеется по крайней мере одна кнопка управления 301 воздухоочистительным устройством 100, по крайней мере один индикатор состояния 302 воздухоочистительного устройства 100, индикатор качества воздуха 303, выполненный в любом виде, и слайдер переключения скоростей работы вентилятора 304, обеспечивающий плавное переключение скоростей вентилятора воздухоочистительного устройства 100.

[49] Система управления воздухоочистительным устройством также содержит по крайней мере один датчик качества воздуха 104, причем датчик качества воздуха 104 может являться любым датчиком, фиксирующим качество воздуха в помещении, в зависимости от нужд пользователя, например, это может быть датчик пылевых частиц PM2.5, датчик летучих органических соединений (ЛОС) и т.д, и центральный процессор, к которому могут быть дополнительно подключены модули расчета и вывода, и модуль беспроводного соединения.

[50] Модули расчета предназначены для расчета качества воздуха в помещении дополнительно подключены к по крайней мере одному датчику качества воздуха 104. Также модули расчета предназначены для вычисления оставшегося ресурса фильтра и оставшегося времени работы фильтра. С модуля расчета данные о качестве воздуха, об оставшемся ресурсе фильтра и об оставшемся времени работы фильтра передаются на центральный процессор, который, в свою очередь, передает их в модуль вывода. Модуль вывода подключен к панели управления 300 воздухоочистительного устройства 100 и при помощи индикаторов состояния фильтра и индикатора качества воздуха отображает полученные данные на панели управления 300 воздухоочистительного устройства 100. Модуль беспроводного соединения обеспечивает возможность подключения различных устройств, например, мобильного телефона, к воздухоочистительному устройству 100 при помощи Bluetooth, Wi-Fi и т.д. Таким образом, воздухоочистительным устройством можно управлять не только с помощью панели управления 300 воздухоочистительного устройства 100, но и при помощи устройства с возможностью подключения к Bluetooth, Wi-Fi и т.д. На устройство дополнительно по беспроводному соединению можно получать данные о качестве воздуха в помещении, зафиксированном по крайней мере одним датчиком качества воздуха 104, данные о состоянии воздухоочистительного устройства 100 и о состоянии фильтра. Также при помощи модуля беспроводного соединения обеспечивается возможность управления скоростями вентилятора 201 при помощи устройства с возможностью подключения к Bluetooth, Wi-Fi и т.д.

[51] Также система управления воздухоочистительным устройством может дополнительно содержать модули подсветки и модули звука. Например, при помощи модуля подсветки могут загораться индикаторы качества воздуха 303, индикаторы состояния 302 воздухоочистительного устройства 100 и/или слайдер переключения скоростей работы вентилятора 304. При помощи модуля звука можно, например, сопровождать нажатие кнопок на панели управления, включение/отключение/переключение индикатора качества воздуха 303, включение/отключение/переключение индикатора состояния 302 воздухоочистительного устройства 100 и/или переключение скоростей вентилятора 201 при помощи слайдера переключения скоростей вентилятора 304 воздухоочистительного устройства 100.

[52] В качестве кнопки управления 301 воздухоочистительным устройством 100 может выступать кнопка включения/выключения воздухоочистительного устройства 100, кнопка включения/выключения автоматического режима работы воздухоочистительного устройства 100, кнопка включения/выключения подсветки панели управления 300 воздухоочистительного устройства 100, кнопка включения/выключения звука панели управления 300 воздухоочистительного устройства 100, кнопка включения/выключения беспроводного соединения и т.д. Причем при включении автоматического режима работы воздухоочистительного устройства 100 переключение скоростей работы вентилятора 201 происходит в автоматическом режиме на основании данных модуля расчета качества воздуха.

[53] Индикатором состояния 302 воздухоочистительного устройства 100 может являться индикатор оставшегося ресурса любого из фильтров, то есть, любой из ступеней очищения воздуха 202-205, индикатор, свидетельствующий об автоматическом/ручном режиме работы воздухоочистительного устройства 100, индикатор, свидетельствующий о беспроводном соединении с другим устройством, индикатор, свидетельствующий о блокировке панели управления 300 воздухоочистительного устройства 100, индикатор, свидетельствующий о включении/выключении подсветки панели управления 300 воздухоочистительного устройства 100, и т.д. Беспроводное соединения воздухоочистительного устройства 100 с другими устройствами может быть реализовано посредством Bluetooth, Wi-Fi и т.д. Индикатор качества воздуха 303 может быть подключен к по крайней мере одному датчику качества воздуха 104. Индикатор качества воздуха 303 может быть выполнен с разделением по крайней мере на три сектора, каждый из который активируется при определенном значении качества воздуха, зафиксированном по крайней мере одним датчиком качества воздуха, и отображает текущее значение качества воздуха в помещении. Сектора индикатора качества воздуха 303 могут, например, загораться разными цветами, ассоциирующимися с хорошим, удовлетворительным и плохим значением качества воздуха в помещении соответственно, в зависимости от значения качества воздуха в помещении полученного по крайней мере с одного датчика качества воздуха 104.

[54] Слайдер переключения скоростей работы вентилятора 304 воздухоочистительного устройства 100 может быть выполнен в любой форме при условии, что он обеспечивает плавное переключение между скоростями вентилятора 201 и предусматривает по крайней мере шесть скоростных режимов работы вентилятора 201.

[55] На Фиг. 3Б изображен схематичный пример слайдера переключения скоростей вентилятора 304 воздухоочистительного устройства 100 в соответствии с настоящим изобретением.

[56] Сектора 305 слайдера переключения скоростей работы вентилятора 304, соответствующие разным скоростям вентилятора 201, перехлестываются на стыке, образуя сектора пересечения 306. Таким образом, при проведении пальцем по сектору 305 слайдера переключения скоростей работы вентилятора 304 сенсор слайдерного управления детектирует нахождение пальца на секторе пересечения 306 секторов 305 еще до того, как палец перешел на следующий сектор 305. Это позволяет плавно увеличивать скорость работы вентилятора 201 воздухоочистительного устройства 100, что обеспечивает более длительную работу вентилятора 201, т.к. он не изнашивается механически.

[57] Система управления воздухоочистительным устройством работает следующим образом. При нажатии на кнопку включения/выключения 301 на панели управления 300 воздухоочистительного устройства 100 происходит активация воздухоочистительного устройства 100. Модуль расчета рассчитывает оставшийся ресурс фильтра и, при помощи по крайней мере одного датчика качества воздуха 104, рассчитывает текущее качество воздуха в помещении. Далее, при помощи подключения модуля расчета к модулю вывода на панель управления 300 воздухоочистительного устройства 100 полученные значения могут быть выведены на панель управления 300 воздухоочистительного устройства 100 при помощи соответствующих индикаторов качества воздуха 303 и индикаторов состояния 302 воздухоочистительного устройства 100. При включенном автоматическом режиме работы воздухоочистительного устройства 100 модуль расчета, на основании показания датчиков качества воздуха 104, также рассчитывает наиболее оптимальную скорость работы вентилятора 201 воздухоочистительного устройства 100 и центральный процессор устанавливает ее. При включенном ручном режиме работы воздухоочистительного устройства переключение скоростей вентилятора 201 воздухоочистительного устройства 100 происходит посредством слайдера переключения скоростей работы вентилятора 304 воздухоочистительного устройства 100. При касании одного из по крайней мере шести секторов 305 слайдера переключения скоростей работы вентилятора 304 на вентиляторе 201 устанавливается соответствующая скорость. Если продолжать проводить пальцем в сторону увеличения скорости работы вентилятора 201 по слайдеру переключения скоростей работы вентилятора 304, то скорость работы вентилятора 201 будет постепенно увеличиваться. Причем, скорость работы вентилятора 201 будет увеличиваться плавно от сектора 305 к сектору 305 из-за их перехлеста на стыке, т.е. на секторах пересечения 306 секторов 305, т.к. сенсор слайдерного управления детектирует нахождение пальца на секторе пересечения 306 секторов 305 еще до того, как палец перешел на следующий сектор 305, и может в это время начать постепенно увеличивать скорость работы вентилятора 201. А если продолжать проводить пальцем в сторону уменьшения скорости работы вентилятора 201 по слайдеру переключения скоростей работы вентилятора 304, то скорость работы вентилятора 201 будет постепенно уменьшаться. Причем, скорость работы вентилятора 201 будет уменьшаться плавно от сектора 305 к сектору 305 из-за их перехлеста на стыке, т.е. на секторах пересечения 306 секторов 305, т.к. сенсор слайдерного управления детектирует нахождение пальца на секторе пересечения 306 секторов 305 еще до того, как палец перешел на следующий сектор 305, и может в это время начать постепенно уменьшать скорость работы вентилятора 201.

[58] В настоящих материалах заявки представлено предпочтительное раскрытие осуществления заявленного технического решения, которое не должно использоваться как ограничивающее иные, частные воплощения его реализации, которые не выходят за рамки испрашиваемого объема правовой охраны и являются очевидными для специалистов в соответствующей области техники.

Система управления воздухоочистительным устройством относится к воздухоочистительным устройствам, или воздухоочистителям, предназначенным для забора и очистки атмосферного воздуха от пылевых частиц и иных примесей, а также вирусов и бактерий. Система управления воздухоочистительным устройством включает устройство, к которому подсоединен по крайней мере один датчик качества воздуха, центральный процессор и сенсорная панель управления воздухоочистительным устройством. Сенсорная панель управления воздухоочистительным устройством содержит не менее одной кнопки для управления работой воздухоочистительного устройства, не менее одного индикатора состояния воздухоочистительного устройства, индикатор качества воздуха и слайдер для переключения скоростей вентилятора. Участок панели управления, находящийся под слайдером для переключения скоростей вентилятора воздухоочистительного устройства, разделен не менее чем на шесть секторов, и эти сектора накладываются друг на друга в местах пересечения. Причем само устройство содержит вентилятор, отверстия для забора и вывода воздуха, ограничивающие тракт потока воздуха, который проходит через по крайней мере три ступени очистки воздуха. Первая ступень очистки выполнена в виде сетки предварительной фильтрации. Вторая ступень выполнена в виде высокоэффективного фильтра HEPA. Третья ступень выполнена с возможностью обеззараживания воздуха и находится между первой и второй ступенями очистки воздуха. При этом корпус воздухоочистительного устройства и ступени очистки воздуха имеют цилиндрическую форму. Изобретение обеспечивает высокую эффективность очистки воздуха и длительную работу высокоэффективного фильтра НЕРА, а также позволяет создать компактное умное воздухоочистительное устройство для использования в жилых и офисных помещениях. 15 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Система управления воздухоочистительным устройством, содержащим вентилятор, отверстия для забора и вывода воздуха, ограничивающие тракт потока воздуха, который проходит через по крайней мере три ступени очистки воздуха, причем первая ступень очистки выполнена в виде сетки предварительной фильтрации, вторая ступень выполнена в виде высокоэффективного фильтра HEPA и третья ступень выполнена с возможностью обеззараживания воздуха и находится между первой и второй ступенями очистки воздуха, при этом корпус воздухоочистительного устройства и ступени очистки воздуха имеют цилиндрическую форму;

в которой к воздухоочистительному устройству подсоединен по крайней мере один датчик качества воздуха, центральный процессор и сенсорная панель управления воздухоочистительным устройством, причем сенсорная панель управления воздухоочистительным устройством содержит не менее одной кнопки для управления работой воздухоочистительного устройства, не менее одного индикатора состояния воздухоочистительного устройства, индикатор качества воздуха и слайдер для переключения скоростей вентилятора, причем участок панели управления, находящийся под слайдером для переключения скоростей вентилятора воздухоочистительного устройства, разделен не менее, чем на шесть секторов, и эти сектора накладываются друг на друга в местах пересечения.

2. Система управления воздухоочистительным устройством по п. 1, отличающаяся тем, что ступень обеззараживания воздуха выполнена в виде антибактериального слоя.

3. Система управления воздухоочистительным устройством по п. 1, отличающаяся тем, что воздухозаборные отверстия имеют круглую форму и расположены по всей окружности корпуса воздухоочистительного устройства.

4. Система управления воздухоочистительным устройством по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит четвертую ступень очистки воздуха, выполненную в виде слоя адсорбента.

5. Система управления воздухоочистительным устройством по п. 4, отличающаяся тем, что в качестве слоя адсорбента используется слой активированного угля.

6. Система управления воздухоочистительным устройством по п. 1, отличающаяся тем, что на поверхности корпуса расположен по крайней мере один датчик качества воздуха, фиксирующий качество воздуха в помещении.

7. Система управления воздухоочистительным устройством по п. 6, отличающаяся тем, что в качестве датчика качества воздуха используется датчик пылевых частиц PM2.5 и/или датчик летучих органических соединений (ЛОС).

8. Система управления воздухоочистительным устройством по п. 1, отличающаяся тем, что центральный процессор содержит по крайней мере модуль расчета качества воздуха, модуль расчета состояния воздухоочистительного устройства, модуль вывода и модуль беспроводного соединения.

9. Система управления воздухоочистительным устройством по п. 1, отличающаяся тем, что модуль расчета качества воздуха подключен к датчику качества воздуха и к модулю вывода, причем модуль вывода выводит данные на сенсорную панель управления воздухоочистительного устройства.

10. Система управления воздухоочистительным устройством по п. 1, отличающаяся тем, что индикатор качества воздуха на сенсорной панели управления воздухоочистительного устройства разделен на три сектора, каждый из которых активируется программой в зависимости от данных, полученных с датчика качества воздуха, и отображает текущее качество воздуха в помещении.

11. Система управления воздухоочистительным устройством по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве датчика качества воздуха используется датчик PM2.5 и/или датчик летучих органических соединений (ЛОС).

12. Система управления воздухоочистительным устройством по п. 9, отличающаяся тем, что сенсорная панель управления воздухоочистительного устройства содержит кнопку включения/выключения автоматического режима работы воздухоочистительного устройства, причем при включении автоматического режима работы воздухоочистительного устройства переключение скоростей работы вентилятора происходит в автоматическом режиме на основании данных модуля расчета качества воздуха.

13. Система управления воздухоочистительным устройством по п. 9, отличающаяся тем, что в качестве модуля беспроводного соединения используется модуль Bluetooth.

14. Система управления воздухоочистительным устройством по п. 9, отличающаяся тем, что в качестве модуля беспроводного соединения используется модуль Wi-Fi.

15. Система управления воздухоочистительным устройством по п. 8, в которой воздухозаборные отверстия расположены в нижней части корпуса.

16. Система управления воздухоочистительным устройством по п. 1, в которой датчики расположены в верхней части корпуса.