CN203437209U - 除尘装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种除尘装置，该除尘装置降低了在不同的多尘环境之间存在的从开始收集灰尘直至发生可能的堵塞经过的时间差异，显著地增加了从开始收集灰尘直至发生可能的堵塞经过的时间，同时改善了除尘性能。除尘装置包括由具有带电纤维的无纺布（8）形成的主过滤器（10），设有主过滤器（10）的管道（6-1），包含多个由带电部件形成的柱形风路的副滤波器（11），以及设有副滤波器（11）的管道（6-2）。管道（6-1）和管道（6-2）彼此连通。运行时，空气从管道（6-1）流入管道（6-2）。管道（6-1）中的主过滤器（10）比管道（6-2）中的副滤波器（11）具有更大的通风横截面面积。

Description

除尘装置

技术领域

本发明涉及构造成从吸入到电子设备的空气中去除灰尘的除尘装置。 

背景技术

比如，投影显示装置已经越来越频繁地用于灰尘非常多的环境中。在灰尘非常多的环境中，光学元件可能被污染并因此具有降低的照明度。因此，在显示装置的进风口处设置细孔空气过滤器（fine air filter）以去除灰尘，从而使无尘空气被供入显示装置。 

然而，细孔空气过滤器很有可能堵塞，并且不利地是，在灰尘非常多的环境中需要进行频繁的维护工作。为解决这个问题，下面的专利文献1和专利文献2中公开了相关的现有技术。 

专利文献引证列表 

专利文献1：JP2000-42323A 

专利文献2：JP2001-239116A 

专利文献1中公开的装置采用了一种包含至少两个纤维层的过滤器元件，并且具有从低密度层到高密度层的密度梯度。一个如多孔膜的粘性部被设置在高密度层的与低密度层相邻的最上部。这种装置通过低密度层去除较大的灰尘并且在粘性部中收集已通过低密度层的灰尘。所述装置在高密度层中收集已通过粘性部的细小灰尘。在从低密度层到高密度层的较宽的范围内收集具有较宽粒度分布的灰尘。这能够使空气过滤器的堵塞得以延缓。 

专利文献2中公开的装置包括用于清洁过滤器表面的清洁部件，以防止过滤器表面被灰尘诸如绒毛状灰尘堵塞。该清洁预防空气过滤器被堵塞，从而防止灰尘收集效率的降低。 

然而，以上相关的现有技术具有如下问题。 

专利文献1中公开的装置能够增加从开始收集具有宽范围灰尘粒度的灰尘直至发生可能的堵塞经过的时间。然而，含有较高比例细小灰尘颗粒的大多数灰尘以集中的方式被收集在高密度层中，导致快速堵塞。类似地，具有较大粒度的沙尘以及包含大量具有低圆度的纤维的灰尘大部分以集中的方式被收集在低密度层中，并因此更容易导致堵塞。换句话说，从开始收集灰尘直至可能发生堵塞的时间取决于多尘环境。因此，在空气过滤器上进行维护工作的时间可能不利地根据多尘环境而改变。 

另一方面，专利文献2中公开的装置采用清洁部件清洁过滤器表面，并且在从过滤器去除灰尘诸如绒毛状灰尘时非常有效。然而，当清洁过滤器时，具有较小粒度的沙尘可能在光学元件周围打旋并污染光学元件。此外，采用机械部件进行清洁，因而阻止了去除含有油或湿气并且紧紧地附着在过滤器表面的灰尘。所述装置因此容易损坏。如专利文献1中公开的装置一样，从开始收集灰尘直至发生可能的堵塞经过的时间取决于不同类型的多尘环境。因此，清洁空气过滤器的时间会不利地根据多尘环境而改变。由于发生堵塞的时间改变，需要在有可能发生堵塞之前、在最短的时间内清洁空气过滤器。 

发明内容

本发明的目的的示例在于减少各种多尘环境之间存在的从开始收集灰尘直至出现可能的过滤器堵塞经过的时间差异，并且显著地增加从开始收集灰尘直至出现可能的过滤器堵塞经过的时间，同时改善除 尘性能。 

本发明的一个方面的除尘装置包括：由具有带电纤维的无纺布形成的第一空气过滤器；第一管道，所述第一空气过滤器设置于该第一管道中；包含多个由带电部件形成的柱形风路的第二空气过滤器；以及第二管道，所述第二空气过滤器设置于该第二管道中。另外，第一管道和第二管道彼此连通，并且用于使空气从第一管道进入第二管道。此外，第一管道中的第一空气过滤器具有比第二管道中的第二空气过滤器大的通风横截面面积。 

优选地，所述第一空气过滤器中的无纺布被框架物体固定在所述第一空气过滤器的外周，其中所述无纺布被打褶；所述第一管道的内侧表面与所述框架物体的至少一部分接触以保持所述第一空气过滤器；通过将带电的板状部件弄皱而形成在所述第二空气过滤器中的所述多个柱形风路，使得最终的板状部件包括多层或蜂窝状结构；并且所述第二管道的内侧表面与形成柱形风路的部件的至少一部分接触，以保持所述第二空气过滤器。 

优选地，所述除尘装置包括多个位于所述第一管道的内侧表面上的肋结构；其中，所述肋结构与所述第一空气过滤器的框架物体的一部分接触，以保持所述第一空气过滤器。 

优选地，每一个所述肋结构的一部分包括切口；并且所述肋结构的切口与框架物体的在通风方向上位于所述第一空气过滤器下游的末端接触，以保持所述第一空气过滤器。 

优选地，所述除尘装置包括含有凸缘的前壳，所述前壳在通风方向上被布置在所述第一管道的上游；其中，所述前壳的一部分和所述第一管道的外侧表面的一部分各自包括棘爪装配结构；并且所述前壳的凸缘的一部分与框架物体的在通风方向上位于所述第一空气过滤器 上游的末端接触。 

优选地，所述除尘装置包括多个位于所述第二管道的内侧表面上的销结构；其中，所述销结构与所述第二空气过滤器中的柱形风路的壁表面的一部分接触，以保持所述第二空气过滤器。 

优选地，所述除尘装置包括位于所述第一空气过滤器和所述第二空气过滤器之间的空气层。 

附图说明

图1为液晶投影显示装置的透视图，其中根据本发明的除尘装置连接至该液晶投影显示装置。 

图2为根据示例性实施例的除尘装置的放大透视图。 

图3为根据示例性实施例的除尘装置的分解透视图。 

图4为从上方倾斜观察时、图2中的主体外壳的下表面侧的水平横截面表面的透视图。 

图5为主体外壳的透视图，其中如图2所示主过滤器和副滤波器连接至该主体外壳，透视图示出了沿延伸通过图4的肋6e中央的平面切开后的主体外壳。 

图6为当从上方倾斜观察时、主过滤器的下表面侧部的水平横截面表面的透视图。 

图7为在示例性实施例中使用的副滤波器的正视图。 

图8为当从上方倾斜观察时、根据示例性实施例的除尘装置的下表面侧部的水平横截面表面的透视图。 

具体实施方式

现在，将在投影显示装置中使用的除尘装置作为示例来描述示例性的实施例。根据示例性实施例的除尘装置可应用于所有希望吸入无尘空气的电子设备中。将参照附图描述根据示例性实施例的除尘装置。 

图1为投影显示装置的透视图，根据示例性实施例的除尘装置连接至该投影显示装置。如图1所示，除尘装置1被连接至投影显示装置2的进风口。当显示装置中的冷却风扇进行抽吸操作时，含尘空气从外部经除尘装置1流入显示装置2中。除尘装置1包括两个设于其中的空气过滤器(主过滤器和副过滤器)，以允许通过除尘装置1的灰尘被有效地去除。已除尘的空气被供入显示装置2，以冷却多个诸如液晶显示面板的光学元件。 

除尘装置1可以不完全地连接到显示装置2，或者电缆可以和除尘装置1接触。因此，除尘装置1可能从显示装置2落到地上，并有可能损毁除尘装置1的外壳。为防止这种情况发生，在除尘装置1的外壳端设置有附件4，从而使绳3能够连接到附件4上。附件4和显示装置2通过绳3连接起来。当除尘装置1被灰尘堵塞时，将防落绳3从附件6移除，从而能够通过使用清洁器等清洁除尘装置1中的灰尘。 

图2示出了除尘装置1的放大透视图。如图2所示，含尘空气X从除尘装置1的前壳5侧流入(参见图2中的虚线)并通过两个内部空气过滤器(主过滤器和副过滤器)去除灰尘。从中去除灰尘后的空气Y从主体外壳6的后表面流入显示装置(参见图2中的点线)。 

除尘装置1的外壳包括前壳5和主体外壳6。前壳5和主体外壳6通过利用棘爪和棘爪装配于其中的孔的结构(所述结构在下文中被称为棘爪装配结构)被组装并集成在一起。当位于主体外壳6后方的装置附件7被装配到显示装置2的进风口的附件(图中未示出)中时，除尘装置1总体上被显示装置2保持。 

图3为除尘装置1的分解透视图。如图3所示，示例性实施例中的除尘装置1包括前壳5、主体外壳6、主过滤器10和副滤波器11。 

前壳5包括位于前壳5中央的孔12(进风口)。 

主体外壳6具有管道结构。管道结构为整体结构，其中布置有主过滤器10的管道6-1和布置有副滤波器11的管道6-2彼此连通，从而空气能够在管道6-1和6-2之间通过。采用由聚碳酸酯树脂形成的模具通过注模而形成主体外壳6。管道6-2具有的通风横截面面积等同于显示装置2的进风口的横截面面积。管道6-1具有的通风横截面面积大约为管道6-2的通风横截面面积的2.5倍。通过在横向扩大管道6-1的孔而获得这种尺寸。“通风横截面面积”为沿与空气流入方向垂直的方向切开管道而获得的横截面面积。此外，如下面所描述的，主体外壳6在其内侧表面上包括多个将主过滤器10定位在横向、竖向以及向内方向的肋(肋6c、肋6d及其它)，多个将副滤波器11定位在向内方向的肋(图中未示出)以及多个保持销。主体外壳6在其外侧表面上包括布置在显示装置2侧上的装置连接器13以及布置在进气侧上的棘爪装配结构的接收器14-1，该装置连接器13连接到显示装置2主体，棘爪装配结构的接收器14-1连接到前壳5。 

通过使具有带电纤维的无纺布8打褶并采用粘合剂将固定框架9固定到无纺布8的外周而构造主过滤器10。主过滤器10被放置在管道6-1内，并且然后将前壳5从前侧放在主体外壳6处并保持到主体外壳6上。通过将设于前壳5外周处的棘爪装配结构的棘爪14-2装配到主体外壳6侧的接收器14-1上而使前壳5和主体外壳6集成在一起。此时，固定框架9的前边缘9a与前壳5的凸缘5a的内侧表面完全接触，以防止在通孔12内流动的空气穿过固定框架9而流到外面。因此，几乎所有的流入空气通过无纺布8。 

通过弄皱带电的板状部件而构造副滤波器11，从而使最终的板状部件具有多层。副滤波器11被放置到主体外壳6的管道6-2内、与主过滤器10被放置到主体外壳6中的那侧相对的侧面处。 

图4的透视图示出了图3中的主体外壳6的下表面侧部的水平横 截面表面。 

当主过滤器10被放入管道6-1内时，主过滤器10的横向中央被定位在管道6-1的横向中央，同时固定框架9的对应于主过滤器的右端和左端的部分与肋6a和肋6b的斜面接触，肋6b在水平方向与肋6a相对定位。同时，主过滤器10的竖向中央被定位在管道6-1的竖向中央，同时固定框架9的对应于主过滤器的上端和下端的部分与肋6c，6d和6e以及肋6f，6g和6h(图中未示出)的斜面接触，肋6f，6g和6h在竖向与肋6c，6d和6e相对定位。 

此外，定位于主过滤器10的固定框架9的右侧和左侧的后边缘9b与四个部分接触，即，肋6i和在水平方向与肋6i相对定位的肋6j(图中未示出)，以及在竖向分别与肋6i和6j相对定位的肋6k和6l。同时，定位于主过滤器10的固定框架9的上侧和下侧的后边缘9c与六个部分接触，即，在肋6c，6d和6e中形成的切口拐角，以及在竖向与肋6c，6d和6e相对定位的肋6f，6g和6h(图中未示出)中形成的切口拐角。这将主过滤器10定位在管道6-1内部向内的方向上。 

因此固定框架9的后侧外围被肋保持，从而避免了主过滤器10接触到管道6-1的向内内壁表面6-1a。在不完全变形的情况下，主过滤器10精确地定位于管道6-1中央并收纳在管道6-1中。 

另一方面，当副滤波器11被放置到管道6-2内时，分别设置在肋6m，6n，6o和6p(肋6n，6o和6p在图中未示出)上并且形成在主体外壳6的内侧表面拐角附近的四个销6q，6r，6s和6t(销6r，6s和6t在图中未示出)被插入到副滤波器11的柱形风路中，以保持副滤波器11。此时，肋6m，6n，6o和6p在向内的方向上定位副滤波器11。 

图5是示出了主体外壳6的透视图，并且如上所述的主过滤器10和副滤波器11连接至主体外壳6，主体外壳6沿延伸通过肋6e中央的 平面被切开。参照图5，以下将描述主过滤器10如何被主体外壳6保持并防止在通孔12中流动的空气流经固定框架9而排到外面。 

主过滤器10被收纳在主体外壳6中，并且通过设于主体外壳6内侧表面上的多个肋定位在主体外壳6内的竖向和横向中央。当前壳5被附接到主体外壳并且通过利用棘爪装配结构与主体外壳集成在一起时，固定框架9的前边缘9a完全接触前壳5的凸缘5a的内侧表面。前边缘9a和内侧表面之间的完全接触防止在前壳5的通孔12中流动的空气流到固定框架9的外周附近。结果，几乎所有的流入空气通过无纺布8。 

图6为主过滤器10的下表面侧部的水平横截面表面的透视图。无纺布8为由TOYOBO有限公司制造的EFA-24NH，其由带电纤维形成，纤维具有大约30μm的纤维直径，并且密度为24g/m²。无纺布8具有的峰高H1为29mm，并且节距P1为3.5mm。无纺布8被打褶，并且然后无纺布8的外周被粘合剂固定到固定框架9内部。被打褶的无纺布8合拢在管道6-1的向内方向，并且交替地以小节距向后折叠，以便在横向延伸。被打褶的无纺布8因此具有宽大的面积。 

以下的灰尘被捕获并收集在无纺布8结构内：结构尺寸为几十μm到几mm的纤维状粉尘，所述尺寸大于无纺布8的结构尺寸，以及粒度为至少几十μm的沙尘。至多几十μm的纤维状粉尘和沙尘通过电荷效应被附着并收集在纤维中。以上描述的型号为示例性的实施例，并且通过增加纤维密度或电荷量能够改善收集性能。例如，由TOYOBO有限公司制造的型号为EFA-36NH的无纺布具有比所述示例性实施例的无纺布大的纤维密度。使用这种型号的无纺布能够使收集效率增加6%。 

由纸形成根据示例性实施例的固定框架9，但可以采用由树脂形成的模具通过整体模制而形成固定框架9。在这种场合，无纺布8可以 在模制期间被连接到固定框架9，这有利地消除了对粘合剂的需求。因此，这种制造方法可适用于批量生产。 

图7示出了副滤波器11的正视图。副滤波器11为由Sumitomo3M有限公司制造的HAF70，并且通过弄皱薄片状聚丙烯薄膜而获得该副滤波器11，从而使最终的聚丙烯薄膜包含多层，峰高H2为大约1.3mm，并且节距P2为大约3.5mm。特别地，波纹槽(波纹薄片)和衬垫(板状薄片)交替地被层压以形成多个具有基本为山状通风横截面表面的柱形风路。这种结构有时被称为蜂窝状结构。这种柱形风路结构的特点在于过滤器在通风期间经受的压力损失减少。此外，由薄片状薄膜形成的柱形风路的壁表面是带电的。当通过柱形风路时，灰尘被电吸引到壁表面并被收集。 

以上描述的两个空气过滤器(如图6所示的由打褶的无纺布形成的空气过滤器和如图7所示的由波纹薄膜形成的空气过滤器)被常规地用于防止灰尘流入电子产品。然而，这些空气过滤器中的每一个都具有如下问题。 

对于由打褶的无纺布形成的空气过滤器，改善收集性能需要细小结构或者多个形成具有不同细度的多级过滤器。细小结构的构造不利地导致通风阻力增加，并因此显著地减小了空气体积。在包含大量小灰尘的环境中，多级过滤器的构造在细孔过滤器中以集中方式收集大部分灰尘，不利地导致快速堵塞。 

通过弄皱薄膜状带电部件而获得以使空气过滤器包含多层的空气过滤器具有以下问题。在包含大量大于柱形风路的敞开宽度的灰尘的环境中，纤维在二个维度上被收集到柱形风路的前表面上，并且如同空气过滤器那样。这可能不利地导致快速堵塞。在含有大量小于柱形空气柱的敞开宽度的灰尘诸如沙尘的环境中，灰尘通过电荷效应被收集到柱形空气柱的壁表面上，并且空气过滤器因此不太可能被堵塞。 然而，粘附到柱形风路的壁表面的给定量的灰尘使收集效率降低。为防止这种情况发生，基于空气过滤器的颜色变化而进行清洁。然而，何时进行清洁取决于用户的判断。因此，不利地是，空气过滤器可能未能被清洁，或者当灰尘颜色类似于空气过滤器的颜色时，何时进行清洁可能被错误地确定，并且空气过滤器可能继续被使用。 

因此，根据本发明，由打褶的无纺布(图6)形成的主过滤器被布置在空气流入显示装置2的方向的上游侧。此外，被弄皱以便包含多层的副滤波器(图7)被布置在相同方向上主过滤器10的下游。而且，主过滤器10中占据孔12的无纺布8的面积被设定为大于副滤波器11的通风横截面表面。本发明使用这样的构造来解决以上描述的问题。 

也就是说，在空气流入显示装置2的方向上，副滤波器11被布置在主过滤器10下游，多个柱形风路形成在副滤波器11中。这就允许通过电荷效应而收集灰尘，并能够改善收集性能。副滤波器11用于消除使主过滤器10的结构更细小的需要，因而防止通风阻力增加。到达副滤波器11的大部分灰尘为尺寸至多几十μm且已通过主过滤器10的沙尘。因此，副滤波器10不被这种灰尘堵塞。范围从几十μm到几mm的纤维状粉尘以及粒度为至少几十μm的沙尘被捕获并收集在主过滤器10内的无纺布8中。因此，堵塞不可避免地发生在主过滤器10侧。其结果是，以几乎规则的时间间隔清洁过滤器。 

图8示出了图2中的除尘装置1的下表面侧部的水平横截面表面的透视图。如图8所示，含尘空气X流入并通过主过滤器10，且沿着主体外壳6的向内的内壁表面6-1a和空气层15被引导到副滤波器11。不含灰尘的空气Y经由副滤波器11流入显示装置。在主过滤器10下游、空气流入显示装置2的方向上设置尺寸为8mm的空气层15，并且空气层位于主过滤器10和主体外壳6的向内的内壁表面6-1a之间。空气层15主要用于防止通风阻力增加。具有小粒度且已通过主过滤器10的沙尘落入空间内或者附着到主体外壳6的内壁表面6-1a上，因此改 善了收集性能。管道6-1比管道6-2在横向上具有大得多的敞开宽度，因此能够显著增加主过滤器10中占据孔12的无纺布的面积。现有的空气过滤器同样设置在投影显示装置2内，并且根据示例性实施例的除尘装置1连接至该投影显示装置2。然而，以上描述的大得多的敞开宽度使过滤器面积增加至9倍。结果，通过无纺布8的空气平均速度降低至1/9。这成功地使灰尘收集效率增加了15%，并且也使从开始收集灰尘直到可能发生堵塞经过的时间变长了大约8倍。 

当用于多种在粒度分布上具有不同偏离的多尘环境中时，或者用在灰尘包含油或湿气的多尘环境中时，与相关的现有技术相比，以上描述的构造能够成功地降低不同的多尘环境之间存在的从开始收集灰尘直至可能发生过滤器堵塞经过的时间差异。而且，从开始收集灰尘直至可能发生堵塞经过的时间成功地被延长，并且与此同时，除尘性能成功地得以改善。 

已参照示例性的实施例描述了本发明，但本发明不局限于以上描述的示例性实施例。在不偏离根据本发明的技术概念的保护范围的情况下，可以对本发明的结构和细节做各种改变，只要本领域技术人员能理解即可。 

附图标记列表 

1   除尘装置 

2   投影显示装置 

3   防落绳 

4   防落绳附件 

5   前壳 

6   主体外壳 

6-1，6-2 管道 

6a，6b，6c，6d，6e，6h，6i，6m 肋 

6q  销 

7   显示装置的装置附件 

8   无纺布 

9   固定框架 

9a  前边缘 

9b  横向后边缘 

9c  竖向后边缘 

10  主过滤器 

11  副过滤器 

12  孔 

13  显示装置的装置连接器 

14-1 接收器 

14-2 棘爪 

15  空气层 

Claims (10)

1.一种除尘装置，包括： 

第一空气过滤器，所述第一空气过滤器由具有带电纤维的无纺布形成； 

第一管道，所述第一空气过滤器设置于所述第一管道中； 

第二空气过滤器，所述第二空气过滤器包含多个由带电部件形成的柱形风路；以及 

第二管道，所述第二空气过滤器设置于所述第二管道中，其中： 

所述第一管道和所述第二管道彼此连通， 

所述第一管道和所述第二管道用于使空气从所述第一管道进入所述第二管道，并且 

所述第一管道中的所述第一空气过滤器具有比所述第二管道中的所述第二空气过滤器大的通风横截面面积。 

2.根据权利要求1所述的除尘装置，其中， 

所述第一空气过滤器中的无纺布被框架物体固定在所述第一空气过滤器的外周，其中所述无纺布被打褶， 

所述第一管道的内侧表面与所述框架物体的至少一部分接触以保持所述第一空气过滤器， 

通过将带电的板状部件弄皱而形成在所述第二空气过滤器中的所述多个柱形风路，使得最终的板状部件包括多层或蜂窝状结构，并且 

所述第二管道的内侧表面与形成柱形风路的部件的至少一部分接触，以保持所述第二空气过滤器。 

3.根据权利要求2所述的除尘装置，包括多个位于所述第一管道的内侧表面上的肋结构， 

其中，所述肋结构与所述第一空气过滤器的框架物体的一部分接触，以保持所述第一空气过滤器。 

4.根据权利要求3所述的除尘装置，其中， 

每一个所述肋结构的一部分包括切口，并且 

所述肋结构的切口与框架物体的在通风方向上位于所述第一空气过滤器下游的末端接触，以保持所述第一空气过滤器。 

5.根据权利要求2所述的除尘装置，包括含有凸缘的前壳，所述前壳在通风方向上被布置在所述第一管道的上游， 

其中，所述前壳的一部分和所述第一管道的外侧表面的一部分各自包括棘爪装配结构，并且 

所述前壳的凸缘的一部分与框架物体的在通风方向上位于所述第一空气过滤器上游的末端接触。 

6.根据权利要求2所述的除尘装置，包括多个位于所述第二管道的内侧表面上的销结构， 

其中，所述销结构与所述第二空气过滤器中的柱形风路的壁表面的一部分接触，以保持所述第二空气过滤器。 

7.根据权利要求1所述的除尘装置，包括位于所述第一空气过滤器和所述第二空气过滤器之间的空气层。 

8.根据权利要求1所述的除尘装置，包括多个位于所述第一管道的内侧表面上的肋结构， 

其中，所述肋结构与所述第一空气过滤器的框架物体的一部分接触，以保持所述第一空气过滤器。 

9.根据权利要求8所述的除尘装置，其中， 

每一个所述肋结构的一部分包括切口，并且 

所述肋结构的切口与框架物体的在通风方向上位于所述第一空气过滤器下游的末端接触，以保持所述第一空气过滤器。 

10.根据权利要求8所述的除尘装置，包括多个位于所述第二管道的内侧表面上的销结构， 

其中，所述销结构与所述第二空气过滤器中的柱形风路的壁表面的一部分接触，以保持所述第二空气过滤器。 

Images