基于形态结构方面的空气净化器设计分析

黄成

摘要：目前，室内空气环境问题逐渐突显，这在很大层面上会影响到人们呼吸健康。对此，空气净化器应时而生，能够在某种程度上起到有效净化空气的的作用。为了使设备能够实现更好的自动化操作系统，更快、更稳定地运行，还需要专业的设计人员在实际操作中不断地优化和提升，才能最终实现空气净化器应用技术水平的全面提升。基于此，本文从形态结构方面入手，对空气净化器结构设计进行以下相关内容研究，从而简化工艺生产制造加工过程，及时地改进产品的性能及工艺，为消费者提供简单、功能性较强的产品。

关键词：形态结构；空气净化器；设计

引言：

当前，虽然市场上已经存在着各式各样的空气净化器，但是相关净化技术理论研究还不够深入，需要相关研究学者结合人们实际需求，不断优化净化器内在结构，以有效提高净化器的洁净空气量、去除杂尘率、降低噪音度等，从而确保空气净化器质量，提高工艺生产效益。相关企业需要对空气净化器技术给予足够的重视，并加大科研经费的投入，大力发展相关技术，以促进产品性能又好又快发展。

1、空气净化器原理概述

随着人们对生活质量要求的提升，空气净化器样式也越来越多，并广泛应用到人们日常生活当中。其中，空气净化器有着自身的工作原理，设计过程中使用的技术能与其核心功能和基本要求相融合，保证设计、制造、安全和管理等方面的各种技术要求能共同完成并满足。当前，最为新颖的方式为光催化技术，在光催化原理下，使得空气净化器内部原理结构发生分离反应，之后在反应条件之下生成二氧化碳、水等物质。总之，在光催化技术下，空气净化器能够实现高效化、安全健康化的工艺效果。空气净化器设计需要我们不断地进行实践和应用，从中发现问题，及时并不断地对设计方案进行探索和完善，使其以最优、更安全、最环保的模式达到空气净化功能。

2、外形结构设计

2.1原始外形结构

图1-1 空气净化器原始结构图

如图1-1所示，此图为空气净化器原始图。此产品可以在室内被人们使用，也可以成为一种摆设物件，能够起到美化室内环境、装饰室内环境的作用。其中，此空气净化器中各配件之间的间隙距离要小于0.3mm，精细的外观结构，表面为平整光滑的形态。物件上面外围构造材料为铝金属，物件顶部有一个电子显示面板，能够反映出净化器的一个工作状态。另外，物件底部有一个通风底盖，便于物件散热。

2.2基于形态结构方面的外观优化设计

图1-2 外观优化设计图

根据空气净化器原始结构，对其外观结构进行整体设计。经过相关理论分析，需要从充电功能角度进行考虑，对产品功能进行模块形式以及智能化形式的设计。

例如，在净化器右侧部分增加USB充电端口，电源输入端口以及点烟器输出端口等，为人们提供便利化服务，并且节省一定的电能，促使物件装配更加高端化、便利化、生活化。另外，在不损坏原来物件整体结构的基础之上，在进风网盖下设计出检测空气质量的功能模块，主要对室内空气质量的含量值进行数据测量，实时监控净化器运行状态，对风机运转速度进行数据采集，实现智能化监控与管理。同时，也可在物件顶部显示屏上进一步做创新设计研究，可以融入音频形式，实现机械和人之间的交流与互动，从而体现出空气净化器智能化特征。

又如，从进风口处进行结构设计，在进风口处加入网盖，可以过滤空气中的杂质。对于物件上面外围构造的装饰，可加入装饰环，让物件外在结构更加美观。同时，空气净化器中还可加入滤网组件、支撑中框、主控板、USB板、离心风机、风道隔板等结构，不断优化物件功能，使得物件布局结构更加清晰与合理，让物件之间的结构更加紧密，并且起到节省空间的作用。此外，对于空气净化器地物结构设计，可计入底盖设计，雪茄头线以及负离子模块结构等，让空气净化器整体装饰布局更加多元化，从而促使消费者体验多样化的功能服务。

3、内在结构设计

3.1空气净化器离心风机结构设计

人们在室内使用空气净化器，其作用在于清洁室内空气质量。其中，空气净化器的主要指标在净化空气质量，去除噪声等。因此，设计人员在设计空气净化器内在结构时，可从选择风机风道口入手，对离心风机机构进行设计。例如，原来的空气净化器中离心风机提高空气流量设计数值为12VDC，尺寸大小为Φ100×25.75mm，噪声为53.4dB。经过相关数据推算，进行一下结构设计：一是空气净化器风机的风口面积需要控制到2778mm²-2730mm²范围之间，主要是保证空气净化器风口的面积在合理范围内达到最高效益化；二是空气净化器的进风口面积为6587mm²，其主要目的在于过滤杂质，使得过滤作用更加有效；三是也要扩增空气净化器出风口面积，让其达到7200mm²数值^[1]。与此同时，要促使气体能够快速的回流到室内，提高内在结构的运行效率。

3.2空气净化器集流器结构设计

在空气净化器中，设置集流器，主要让气流通过，之后确保气流能够均匀流入到空气净化器内部，加快空气净化器工作运行效率。目前，较为常见的空气净化器集流器结构类型主要有圆筒形、圆锥形、圆弧形、双曲线形等四种形式。不同结构类型的空气净化器所体现的功能作用也有所不同。以双曲线形结构的空气净化器集流器为例，其内在结构是非常复杂的，结构设计能够减少气流和集流器之间的内在摩擦，促使气流能够快速流通。但是，此种结构会在一定程度上增加气流损失程度，不利于更好的净化空气。对此，设计人员可从结构布局方面入手，安装一个集流器，优化空气净化器结构。

3.3机械噪声优化结构设计

为降低机械噪声，需优化空气净化器内在结构。例如，设计人员在设计时，

可从净化器内部结构出发，尽量避免尖角结构部位的突出，从而避免净化器内部出现气流流通不顺畅的问题。同时，使得模具表面更加光滑，减少内在结构之间的摩擦。另外，对于风机和中框集流器之间的间隙，要进行合理设计，保证能够抑制涡流的形成，从而降低机械噪声。其中，风机和中框集流器之间的间隙有着一定的原则规律：当气流流入到空气净化器内部时，净化器内部之间存在着摩擦力，阻碍气流顺畅流通，使得风机与集流器之间的缝隙越来越小，随之真空度就会越来越高，气流速度也在不断加快，这样涡流噪声就会越来越大；反之，当风机与集流器之间的缝隙存在较大距离时，真空度就会降低，气流流通速度也会减小，这样会在很大程度上影响到空气洁净量。对此，设计人员在优化机械噪声结构时，可遵循以上原则进行结构设计。

3.4滤网结构设计

空气净化器中的滤网结构，主要为了净化过滤有毒气体，提高洁净空气净化量以及出风出口量， 在一定层面上有效减少涡流的损失。其中，滤网的净化过程中会带有有害气体，为了让这些有毒气体能够快速有效排出，这需要气体与滤材的接触面积要大，而且越大则过滤效率也就越好。对此，关于滤网结构的设计，需要设计人员合理布置滤材以及滤网之间的结构。例如，设计人员可以在滤网底层采用纱网滤层，中间活性炭滤层要选用优质炭布，并以风琴折页的形式体现出，从而增加滤网与气体之间的有效接触面积。同时，在滤网顶层应用零风阻HEPA，以有效过滤悬浮颗粒，截断空气净化器运行中所形成的碳粉，避免气体收到二次污染，从而促使空气净化器达到净化的作用^[2]。

4、结语

综上所述，当前空气净化器结构需要不断优化，这需要设计人员从形态结构方面入手，对空气净化器结构进行设计，设计方面包含外层结构设计以及内在结构设计。其中，设计原则要从人们实际需求出发，不断优化结构功能，提高净化器的洁净空气量、去除杂尘率、降低噪音度等。总而言之，空气净化器结构还需相关设计人员不断探索与研究，从而设计出更加高端化、服务性强、质量好的产品，进而有效净化室内空气质量，提高企业核心的竞争力，树立良好的信誉。

参考文献：

[1]任平康、常静、穆国华.空气净化器的结构设计与创新[J].轻工科技，2020(10):81-83.

[2]张建雄，陈素苹，杨婷婷.自然仿生的空气净化器设计探析[J].包装世界，2019(01):184-186.