空气清洗装置及空气清洗方法

摘要

本发明公开了一种空气清洗装置，包括上壳体、风扇、锥管组件、水槽和导风环，上壳体的顶部开设有出风口；上壳体内固定设置有驱动电机；风扇设置于上壳体内；风扇固定连接驱动电机的电机输出轴；锥管组件的上轴通过联轴机构连接所述电机输出轴；驱动电机能够带动风扇和锥管组件同步旋转；水槽设置于上壳体的下方；导风环通过进风件固定连接所述上壳体；所述导风环设置于水槽的顶部边缘；所述进风件具有轴向延伸部，轴向延伸部的直径小于水槽的直径，从而在上壳体与导风环之间形成环形进风口。本发明巧妙地利用了空气动力学原理，使气流能够穿过喷射区两次，从而能够产生更多的气液接触面积，提升了设备效能。本发明还公开了一种空气清洗方法。

权利要求

1.一种空气清洗装置，其特征在于，包括：

上壳体（111），上壳体（111）的顶部开设有出风口（F2）；上壳体（111）内固定设置有驱动电机（112）；

风扇（113），设置于上壳体（111）内；风扇（113）固定连接驱动电机（112）的电机输出轴（3）；

锥管组件（1），其上轴（1‑3）通过联轴机构（2）连接所述电机输出轴（3）；驱动电机（112）能够带动风扇（113）和锥管组件（1）同步旋转；

水槽（101），设置于上壳体（111）的下方；所述水槽（101）的最高水位线以上作为喷射区（E2）；以及导风环（115），通过进风件（114）固定连接所述上壳体（111）；所述导风环（115）设置于水槽（101）的顶部边缘；所述进风件（114）具有轴向延伸部（114‑1），轴向延伸部（114‑1）的直径小于水槽（101）的直径，从而在上壳体（111）与导风环（115）之间形成进风口（F1）；

所述导风环（115）具有多个弧形通道；所述弧形通道的入口朝向位于导风环（115）顶部的环形进风口（F1），弧形通道的出口朝向位于所述导风环（115）底部的水槽（101）内壁；

所述导风环（115）的弧形通道位于所述喷射区（E2）的上方；

所述导风环（115）的弧形通道能够对所述导风环（115）上方的空气进行导向，使其斜向下流向水槽（101）内部，形成旋转向下的第一螺旋形气流（I1）；

所述锥管组件（1）在旋转过程中能够带动其四周的气流向上运动，形成旋转向上的第二螺旋形气流（I2）；

所述第一螺旋形气流（I1）由上向下穿过所述喷射区（E2），所述第二螺旋形气流（I2）由下向上穿过所述喷射区（E2）。

2.根据权利要求1所述的空气清洗装置，其特征在于：所述导风环（115）包括内圈（115‑

1）和外圈（115‑2），内圈（115‑1）设置于外圈（115‑2）的内部，内圈（115‑1）与外圈（115‑2）之间形成一环形空腔；所述环形空腔内沿周向分布有多个弧形叶片（115‑3），所述弧形叶片（115‑3）从环形空腔的顶部沿周向延伸至环形空腔的底部，将环形空腔分隔为所述多个弧形通道。

3.根据权利要求1所述的空气清洗装置，其特征在于：所述锥管组件（1）的锥形管（1‑1）的出水口（1‑11）开设于锥形管（1‑1）的上部；所述出水口（1‑11）的最低点作为水槽（101）的最高水位线；水槽（101）的最高水位线以上作为喷射区（E2）。

4.根据权利要求1所述的空气清洗装置，其特征在于：所述联轴机构（2）包括弹性联轴件（2‑2），弹性联轴件（2‑2）的上端通过过渡轴（2‑1）连接所述电机输出轴（3），弹性联轴件（2‑2）的下端连接所述锥管组件（1）的上轴（1‑3）；所述锥管组件（1）的上轴（1‑3）穿设于支撑件内，支撑件通过支撑臂（2‑7）固定连接所述进风件114；通过支撑件实现对所述锥管组件（1）的支撑和悬挂。

5.根据权利要求4所述的空气清洗装置，其特征在于：所述支撑臂（2‑7）的内端高度大于外端高度。

6.根据权利要求1所述的空气清洗装置，其特征在于：所述锥管组件（1）的下轴（1‑5）通过水下定位件（4）连接底座支架（5）；所述水下定位件（4）包括定位环（4‑1）、减振圈（4‑2），定位环（4‑1）设置于减振圈（4‑2）内，减振圈（4‑2）固定连接所述底座支架（5）；锥管组件（1）的下轴（1‑5）活动设置于定位环（4‑1）内，定位环（4‑1）对锥管组件（1）的下轴（1‑5）进行周向定位；所述底座支架（5）具有多根翼板。

7.根据权利要求6所述的空气清洗装置，其特征在于：所述底座支架（5）的下方设置底座（103），底座支架（5）的上方设置锥管外罩（102）；锥管外罩（102）与底座（103）固定连接，将所述底座支架（5）及其下方的过滤网固定于内。

8.根据权利要求7所述的空气清洗装置，其特征在于：所述锥管外罩（102）通过连杆（104）与进风件（114）固定连接为一体。

9.一种空气清洗方法，其特征在于，包括以下步骤：

驱动电机（112）带动风扇（113）和锥管组件（1）旋转；

风扇（113）在旋转过程中形成负压，该负压使得外界空气经进风口（F1）沿导风环（115）的多个弧形通道斜向下进入水槽（101）；气流沿着水槽（101）的内壁斜向下流向水槽（101）内部，形成旋转向下的第一螺旋形气流（I1）；

锥管组件（1）的锥形管（1‑1）在旋转过程中带动水槽（101）内的水由下向上运动，穿过锥形管（1‑1）的出水口向外甩出；从锥形管（1‑1）甩出的水线撞击到喷射区的水槽（101）内壁，水槽（101）内壁将水线击碎形成水雾；

在水向上运动的同时，锥形管（1‑1）的旋转带动其四周的气流向上运动，形成旋转向上的第二螺旋形气流（I2）；

第一螺旋形气流（I1）由上向下穿过所述喷射区，第二螺旋形气流（I2）由下向上穿过所述喷射区，气流在两次穿过喷射区的过程中与水线和水雾接触，实现空气的清洗和/或加湿。

10.根据权利要求9所述的空气清洗方法，其特征在于：所述第一螺旋形气流（I1）的直径由水槽（101）的直径决定；和/或，所述第二螺旋形气流（I2）的直径由锥形管（1‑1）的直径决定。

说明书

空气清洗装置及空气清洗方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种室内空气处理设备，具体涉及一种空气清洗装置。本发明还涉及一种空气清洗方法。

背景技术

[0002] 目前常用的清洗气体的设备主要有四种：

[0003] 1、简易洗气设备；将气体出口置于液面下方，使气体通入液体，然后再自然分离。在气液接触期间，能够与液体发生化学反应的气态杂质或者易溶于液体的气态杂质会留在液体里，从而起到清洗气体的目的。但是，这种洗气设备在工作过程中气液接触面积小，且接触时间短，因此清洗效率较低，该设备仅适用于气态杂质含量较低且对清洗效果要求不高的场合。

[0004] 2、喷淋设备；使用喷头将液体分散喷出，然后驱动气体从液体分散区中穿过；在气液接触期间，气体中的固态和气态杂质会留在液体中，从而起到清洗气体的目的。喷淋设备能够起到增加液体表面积，以增加气液接触面积，从而增强对气体的清洗效果。喷淋设备可以多级串联或并联，处理能力强大，在工业上运用非常广泛。但是，喷淋设备需要配备专门的水泵、喷头和水循环系统等，对后续维护的要求较高，并且体积和噪音都比较大。虽然可以小型化甚至微型化，但缩小体积后清洗效果不佳，且由于水泵的存在，噪音很难降至较低水平，因此很难在家庭环境中使用。

[0005] 3、吸收塔，如填料塔/浮筏塔等专业气液交换设备，一般在化工等行业使用，可以有效对气体进行清洗，是一种体积庞大的专业设备，需要专业人员才能操作和使用，即使缩小体积也难以在家庭环境中使用。

[0006] 4、搅拌器；用于清洗气体的搅拌设备有两种，一种是利用机械结构(叶/片/筒等)甩打液体，使液体飞溅，同时驱动气体从飞溅的液体间穿过，从而达到清洗气体的目的；另一种是自激式，利用高速气流冲击液面，在气体冲击下液体四处飞溅，气液充分接触，从而起到清洗气体的目的。这种清洗气体的方式的显著特点是，液体受到冲击后分散开来，从而形成相对比较大的表面积。但是，无论液体是与机械结构碰撞还是与高速气流碰撞，都会产生较大振动和噪音，无法在家庭环境中长时间使用。例如：水洗式吸尘器，运行时噪音和振动非常大，震耳欲聋。

[0007] 综上所述，目前常用的气体清洗设备并不适合用于家庭环境下的空气清洗。家用环境下的空气清洗，看似非常简单，但实际要求却很苛刻：既要求较高的清洗效率，同时又要微型化的体积和极低的噪音，并且还要易于使用和维护，当然成本也不能太高，还得易于生产和制造。这些严苛的要求，严重限制了家用空气清洗设备的产品开发，自工业革命以来，迄今也没有成熟的产品面世。

发明内容

[0008] 本发明所要解决的技术问题是提供一种空气清洗装置，它可以实现对室内空气的清洗净化。

[0009] 为解决上述技术问题，本发明空气清洗装置的技术解决方案为：

[0010] 包括上壳体111、风扇113、锥管组件1、水槽101和导风环115，上壳体111的顶部开设有出风口F2；上壳体111内固定设置有驱动电机112；风扇113设置于上壳体111内；风扇113固定连接驱动电机112的电机输出轴3；锥管组件1的上轴1‑3通过联轴机构2连接所述电机输出轴3；驱动电机112能够带动风扇113和锥管组件1同步旋转；水槽101设置于上壳体
111的下方；导风环115通过进风件114固定连接所述上壳体111；所述导风环115设置于水槽
101的顶部边缘；所述进风件114具有轴向延伸部114‑1，轴向延伸部114‑1的直径小于水槽
101的直径，从而在上壳体111与导风环115之间形成环形进风口F1。

[0011] 在另一实施例中，所述导风环115包括内圈115‑1和外圈115‑2，内圈115‑1设置于外圈115‑2的内部，内圈115‑1与外圈115‑2之间形成一环形空腔；所述环形空腔内沿周向分布有多个弧形叶片115‑3，所述弧形叶片115‑3从环形空腔的顶部沿周向延伸至环形空腔的底部，将环形空腔分隔为多个弧形通道；所述弧形通道的入口朝向位于导风环115顶部的环形进风口F1，弧形通道的出口朝向位于导风环115底部的水槽101内壁。

[0012] 在另一实施例中，所述导风环115的外圈115‑2与水槽101相区配；导风环115的内圈115‑1与进风件114的轴向延伸部114‑1相匹配。

[0013] 在另一实施例中，所述锥管组件1的锥形管1‑1的出水口1‑11开设于锥形管1‑1的上部；所述出水口1‑11的最低点作为水槽101的最高水位线；水槽101的最高水位线以上作为喷射区E2。

[0014] 在另一实施例中，所述联轴机构2包括弹性联轴件2‑2，弹性联轴件2‑2的上端通过过渡轴2‑1连接所述电机输出轴3，弹性联轴件2‑2的下端连接所述锥管组件1的上轴1‑3；所述锥管组件1的上轴1‑3穿设于支撑件内，支撑件通过支撑臂2‑7固定连接所述进风件114；通过支撑件实现对所述锥管组件1的支撑和悬挂。

[0015] 在另一实施例中，所述支撑臂2‑7的内端高度大于外端高度。

[0016] 在另一实施例中，所述锥管组件1的下轴1‑5通过水下定位件4连接底座支架5。

[0017] 在另一实施例中，所述水下定位件4包括定位环4‑1、减振圈4‑2，定位环4‑1设置于减振圈4‑2内，减振圈4‑2固定连接所述底座支架5；锥管组件1的下轴1‑5活动设置于定位环4‑1内，定位环4‑1对锥管组件1的下轴1‑5进行周向定位；所述底座支架5具有多根翼板。

[0018] 在另一实施例中，所述底座支架5的下方设置底座103，底座支架5的上方设置锥管外罩102；锥管外罩102与底座103固定连接，将所述底座支架5及其下方的过滤网包裹于内。

[0019] 在另一实施例中，所述锥管外罩102通过连杆104与进风件114固定连接为一体。

[0020] 在另一实施例中，所述连杆104采用金属或者金属包覆层；或者，所述连杆104的材料为银或铜，或者以银或铜作为包覆层，或者含有银或铜的合金。

[0021] 在另一实施例中，所述锥管外罩102的罩筒高度小于锥形管1‑1的高度；所述水槽101的最高水位线由锥管外罩102的罩筒高度决定。

[0022] 本发明还提供一种空气清洗方法，其技术解决方案为，包括以下步骤：

[0023] 驱动电机112带动风扇113和锥管组件1同步旋转；

[0024] 风扇113在旋转过程中，将空气从出风口F2吹出，在水槽101的水面上方空间形成负压，该负压使得外界空气经环形进风口F1沿导风环115的多个弧形通道斜向下进入水槽101；负压所形成的气流在弧形通道的导引与水槽101内壁的阻挡的共同作用下形成螺旋形，气流沿着水槽101的内壁斜向下流向水槽101内部，形成旋转向下流动的第一螺旋形气流I1；

[0025] 与此同时，锥管组件1的锥形管1‑1在旋转过程中将水槽101内的水从底部的进水口吸入其内腔；水沿锥形管1‑1向上运动至喷射区，并穿过锥形管1‑1侧壁的出水口向外甩出，在喷射区形成水线；从锥形管1‑1甩出的水线撞击到喷射区的水槽101内壁，水槽101内壁将水线击碎形成水雾，水雾在离心力和重力的双重作用下沿水槽101内壁向下流动，与水槽101内的水体汇合，实现水循环；

[0026] 在水从锥形管1‑1的底部向上运动的同时，锥形管1‑1在旋转过程中所产生的离心力与负压共同作用，带动锥形管1‑1四周的气流向上运动，形成旋转向上流动的第二螺旋形气流I2；

[0027] 第一螺旋形气流I1由上向下穿过所述喷射区，第二螺旋形气流I2由下向上穿过所述喷射区，气流在两次穿过喷射区的过程中与水线和水雾接触，水将气流中的杂质沉降下来，从而实现空气的清洗；同时，气流在喷射区与水线和水雾接触的过程中，使部分水蒸发，从而能够增加空气的湿度。

[0028] 在另一实施例中，所述第一螺旋形气流I1的直径由水槽101的直径决定；所述第二螺旋形气流I2的直径由锥形管1‑1的直径决定。

[0029] 本发明可以达到的技术效果是：

[0030] 本发明利用锥形管的旋转作用，一方面使水沿锥形管的内壁向上运动，并穿过锥形管的通孔向外甩出，在水槽内壁的作用下被雾化，从而在锥形管四周的气液混合空间中形成水雾；另一方面，锥形管在旋转过程中会形成离心力，使得原本向下运动的螺旋形气流向上流动；因此，外界空气一旦进入水槽内腔后，会运行两遍，即先螺旋向下流动，然后再螺旋向上流动；在运行两遍的过程中，与气液混合空间中的水线和水雾充分接触，在接触过程中，水能够将空气中的小颗粒杂质进行充分溶解和洗涤；与此同时，气流中的大颗粒杂质在螺旋运动所形成的离心力的作用下从空气中分离出来，撞击到水槽内壁，并进入水中，从而实现空气清洗。

[0031] 本发明的锥形管与水槽内壁共同对水作用，能够将水变成水线和水雾，从而增大了水体的表面积，因此能够从水的角度增加空气与水的接触面积。

[0032] 本发明能够使气流在水槽内反复多次流动，从而显著延长了气流在水槽内的流动路径；气流在流动的过程中能够与水充分接触，因此能够从空气的角度增加空气与水的接触面积。

[0033] 本发明分别从水和空气两个角度增加空气与水的接触面积和接触时间，因此清洗效果显著。

[0034] 本发明巧妙地利用了空气动力学原理，使气流能够穿过喷射区两次，从而能够产生更多的气液接触面积，提升了设备效能。本发明摆脱了现有技术为了提高清洗效果，必须增大电机功率的技术偏见，而是从增加空气与水的接触面积的方向努力，使得空气清洗技术实现质的飞跃。

[0035] 本发明能够实现对空气的清洗，从而实现除尘、净化，对吸收甲醛也具有良好的效果。

[0036] 本发明能够去除空气中的固态污染物(PM2.5、PM10、花粉等)，以及空气中易溶于水的气态污染物(甲醛、氨气等)，增加空气湿度，降低室温(类似水冷风扇)。

附图说明

[0037] 本领域的技术人员应理解，以下说明仅是示意性地说明本发明的原理，所述原理可按多种方式应用，以实现许多不同的可替代实施方式。这些说明仅用于示出本发明的教导内容的一般原理，不意味着限制在此所公开的发明构思。

[0038] 结合在本说明书中并构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的实施方式，并且与上文的总体说明和下列附图的详细说明一起用于解释本发明的原理。

[0039] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

[0040] 图1是本发明空气清洗装置的剖面示意图；

[0041] 图2是本发明的分解示意图；

[0042] 图3是本发明的机体组合后与水槽的分解示意图；

[0043] 图4是本发明的机体与水槽的组合示意图；

[0044] 图5是本发明在工作过程中，水的循环流动轨迹的示意图；

[0045] 图6是本发明在工作过程中，气流运动轨迹的示意图；图中仅示意出一个弧形通道所产生的气流的运动轨迹；

[0046] 图7是根据本发明的结构所模拟的气流运动轨迹图；

[0047] 图8是本发明在工作过程中所形成的第一螺旋形气流和第二螺旋形气流的示意图，该示意图为图7的简化示意图；

[0048] 图9是本发明的导风环的示意图；

[0049] 图10是本发明的锥管机构的示意图；

[0050] 图11是本发明的锥管组件的剖面示意图；

[0051] 图12是本发明的锥管机构的剖面示意图；

[0052] 图13是本发明的锥管机构的分解示意图。

[0053] 图中附图标记说明：

[0054] 101为水槽，                 102为锥管外罩，

[0055] 103为底座，                 104为连杆，

[0056] 111为上壳体，               112为驱动电机，

[0057] 113为风扇，                 114为进风件，

[0058] 114‑1为轴向延伸部，

[0059] 115为导风环，

[0060] 115‑1为内圈，               115‑2为外圈，

[0061] 115‑3为弧形叶片，           115‑21为搭接环，

[0062] 1为锥管组件，               2为联轴机构，

[0063] 3为电机输出轴，             4为水下定位件，

[0064] 5为底座支架，

[0065] 1‑3为锥管组件的上轴，       1‑5为锥管组件的下轴，

[0066] 1‑31为上轴的扁型上连接部，

[0067] 2‑1为过渡轴，               2‑2为弹性联轴件，

[0068] 2‑3为轴承套上支架，         2‑4为轴承套下支架，

[0069] 2‑5为轴承套，               2‑6为轴承，

[0070] 2‑7为支撑臂，

[0071] 2‑11为扁型连接部，

[0072] 2‑21为扁型上开槽，          2‑22为扁型下开槽，

[0073] 4‑1为定位环，               4‑2为减振圈。

[0074] 1‑1为锥形管，               1‑2为上盖，

[0075] 1‑3为上轴，                 1‑4为扣合件，

[0076] 1‑5为下轴，                 1‑6为螺母，

[0077] 1‑11为通孔，                1‑12为螺旋形叶片。

具体实施方式

[0078] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

[0079] 如图1至图4所示，本发明空气清洗装置，包括锥管机构，锥管机构的联轴机构2连接驱动电机112的电机输出轴3；驱动电机112固定设置于上壳体111内；上壳体111的顶部开设有出风口F2；

[0080] 上壳体111内活动设置有风扇113；驱动电机112的输出轴3固定穿设于风扇113的内孔，电机输出轴3与风扇113固定连接；电机输出轴3的下端通过联轴机构2连接锥管组件1的上轴1‑3；驱动电机112能够带动风扇113和锥管组件1同步旋转；风扇113优选为离心风扇；

[0081] 上壳体111的底部通过进风件114固定连接导风环115；导风环115设置于水槽101的顶部；

[0082] 进风件114具有轴向延伸部114‑1，轴向延伸部114‑1使上壳体111与导风环115之间形成一垂向距离W，从而在上壳体111与导风环115之间形成环形进风口F1；

[0083] 进风件114的轴向延伸部114‑1的直径小于水槽101的直径，以使进风口F1位于水槽101的边缘上方，从而使得空气能够从上方进入水槽101的边缘；

[0084] 本发明在上壳体111与导风环115之间形成环形进风口F1，风扇113旋转所产生的负压能够使得进风口F1附近的空气从四周被吸入，从而能够对机器周围的空气同时进行清洗，因此本发明的单位时间内的处理量更大。

[0085] 如图9所示，导风环115包括内圈115‑1和外圈115‑2，内圈115‑1设置于外圈115‑2的内部，内圈115‑1与外圈115‑2之间形成环形空腔，环形空腔内沿周向分布有多个弧形叶片115‑3，每个叶片115‑3从环形空腔的顶部沿周向延伸至环形空腔的底部，从而将环形空腔分隔为多个弧形通道，以使弧形通道从导风环115的顶部沿周向延伸至导风环115的底部；弧形通道的入口朝向位于导风环115顶部的环形进风口F1，弧形通道的出口朝向位于导风环115底部的水槽101内壁；

[0086] 导风环115的外圈115‑2与水槽101相配合，以使导风环115能够伸入水槽101并设置于水槽101的顶部；

[0087] 导风环115的内圈115‑1与进风件114的轴向延伸部114‑1相匹配；导风环115的环形空腔与环形进风腔相匹配并位于水槽101的边缘上方；

[0088] 本发明将进风口设置于水槽101的上方，使得从机体的侧部吸入的空气具有向下运动的趋势；同时，本发明在进风口的下方设置有导风环115，导风环115的相邻的弧形叶片115‑3之间所形成的弧形通道从导风环115的顶部沿周向延伸至导风环115的底部，该弧形通道能够对导风环115上方(即进风口)的空气进行导向，使其斜向下并沿水槽101的内壁流入水槽101，使得从机体的侧部吸入的空气呈螺旋形向下流入水槽101，从而在水槽101上部形成旋转向下流动的第一螺旋形气流。

[0089] 外圈115‑2的顶部形成有搭接环115‑21，搭接环115‑21的直径大于水槽101的直径，导风环115的外圈115‑2通过搭接环115‑21能够搭接于水槽101的顶部，使机体能够悬挂于水槽101内。

[0090] 本发明空气清洗方法，包括以下步骤：

[0091] 开启驱动电机112，驱动电机112带动风扇113和锥管组件1同步旋转；

[0092] 风扇113在旋转过程中，将空气从出风口F2吹出，从而在水槽101的水面上方空间形成负压，该负压使得外界空气经侧向进风口F1沿导风环115的多个弧形通道由上向下进入水槽101；由于弧形通道从导风环115的顶部沿周向延伸至导风环115的底部，负压所形成的气流在弧形通道的导引与水槽101的内壁的阻挡的共同作用下形成螺旋形气流，该螺旋形气流沿着水槽101的内壁斜向下流向水槽101内部；该螺旋形气流作为第一螺旋形气流I1，第一螺旋形气流I1在水槽101内旋转向下流动；

[0093] 与此同时，锥管组件1的锥形管1‑1在旋转过程中将水槽101内的水从底部的进水口吸入其内腔；水沿锥形管1‑1向上运动至喷射区，并穿过锥形管1‑1侧壁的通孔向外甩出，在喷射区形成密集的环柱状水线；从锥形管1‑1甩出的水线撞击到喷射区的内壁，水槽101内壁的反作用力将小水柱击碎，在水槽101内壁形成水雾层，水雾在离心力和重力的双重作用下沿水槽101内壁向下流动，与水槽101内的水体汇合，实现水循环，如图5所示；

[0094] 在水从锥形管1‑1的底部向上运动的同时，锥形管1‑1在旋转过程中所产生的离心力与负压共同作用，带动锥形管1‑1四周的气流向上运动，形成第二螺旋形气流I2；第二螺旋形气流I2在水槽101内旋转向上流动，穿过支撑臂2‑7之间的空间进入风扇113，最终从出风口F2排出，如图6至图8所示；

[0095] 第一螺旋形气流I1由上向下穿过喷射区，第二螺旋形气流I2由下向上穿过喷射区，气流在两次穿过喷射区的过程中与水线和水雾充分接触，水将气流中的杂质沉降下来，从而实现空气的清洗；同时，气流在喷射区与水线和水雾接触的过程中，部分水会蒸发，从而能够增加空气的湿度。

[0096] 第一螺旋形气流I1的直径由水槽101的直径决定，第二螺旋形气流I2的直径由锥形管1‑1的直径决定，显然，第二螺旋形气流I2位于第一螺旋形气流I1的内部，因此二者不会相互干扰，如图7、图8所示；需要说明的是，图7是根据本发明的结构所模拟的气流运动轨迹图，该图由SOLIDWORKS Flow simulation(流体分析)软件自动生成；图8为图7中气流轨迹的简化示意图；

[0097] 本发明利用导风环115与锥形管1‑1的协同作用，使外界空气进入水槽101上部的喷射区后，先在位于导风环115下方的水槽内壁处形成向下流动的第一螺旋形气流，然后在锥形管1‑1周围形成向上流动的第二螺旋形气流，第一螺旋形气流和第二螺旋形气流在流动过程中，与从锥形管1‑1的喷射区甩出的水反复接触，在接触过程中将空气中的杂质充分溶解至水中，从而实现对空气的清洗。

[0098] 本发明的气流在水槽内的运行路径为先作为第一螺旋形气流旋转向下流动，然后作为第二螺旋形气流旋转向上流动，由于运行路径足够长，有充分的时间与水线和水雾接触，因此清洗效果明显。

[0099] 本发明利用气流与水的充分接触实现对空气的清洗，该清洗方法无需活性碳等任何耗材，而是将水本身作为耗材。一旦作为耗材的水被空气中的杂质污染了，只要更换水即可。本发明彻底摆脱了空气清洗设备对耗材的依赖。

[0100] 本发明在工作过程中所产生水雾只存在于水槽101的喷射区，水雾在离心力和重力的双重作用下向下流动返回水槽101内，而第二螺旋形气流需要穿过上方的风扇113才能从出风口F2排出，因此本发明能够实现自动除雾，出风口F2处不会出现肉眼可见的水雾。

[0101] 本发明的水槽101上部作为喷射区E2，水穿过锥形管1‑1侧壁的通孔向外甩出后，水槽101的内壁能够对水产生阻挡力，使水沿水槽101的内壁向下流动；同时，水槽101的内壁与导风环115的多个弧形通道共同作用，当外界空气从进风口F1进入水槽101后，气流在弧形通道的引导作用下沿水槽101上部的内壁运行，从而使气流的运行路径呈螺旋形，形成第一螺旋形气流。因此，本发明的水槽101不仅用于储水，而且能够与导风环115共同对气流的运动轨迹进行导向，同时还能够对锥形管1‑1喷射出来的水流产生阻挡力，使空气能够与水充分接触，从而实现对空气的清洗。

[0102] 优选地，水槽101可以采用透明材料，有利于观察水位和锥形管的喷水效果。

[0103] 如图10所示，锥管机构包括锥管组件1，锥管组件1的上轴1‑3通过联轴机构2连接电机输出轴3；锥管组件1的下轴1‑5通过水下定位件4活动连接底座支架5；

[0104] 如图11所示，锥管组件1包括呈上大下小设置的锥形管1‑1，锥形管1‑1的侧壁上开设有多个通孔作为出水口1‑11，锥形管1‑1的内壁形成有沿纵向延伸的螺旋形叶片1‑12；锥形管1‑1的上端通过上盖1‑2固定连接上轴1‑3，锥形管1‑1的下端固定连接下轴1‑5；优选地，出水口1‑11开设于锥形管1‑1的上部，如图9所示，对应于水槽101的喷射区E2；

[0105] 上轴1‑3伸入上盖1‑2，上轴1‑3的下端通过螺纹连接螺母1‑6，实现上轴1‑3与上盖1‑2之间的锁紧连接；

[0106] 由于锥形管1‑1在工作过程中处于高速旋转状态，为进一步保证锥形管1‑1与上盖1‑2之间的固定连接，上盖1‑2的外部罩设有扣合件1‑4；通过扣合件1‑4实现上盖1‑2与锥形管1‑1之间的固定连接；扣合件1‑4为两瓣式，以方便装配；扣合件1‑4形成容置腔，从而将上盖1‑2包裹于其内；

[0107] 锥形管1‑1的下端形成有下轴连接孔，锥形管1‑1通过下轴连接孔固定连接下轴1‑5；锥形管1可以为注塑件；锥形管1‑1的下端形成多个进水口，进水口将锥形管1‑1的下方空间与锥形管1‑1的内腔连通，以使水槽101内的水能够从底部进入锥形管1‑1的内腔。

[0108] 如图12至图13所示，联轴机构2包括过渡轴2‑1、弹性联轴件2‑2、轴承套上支架2‑3、轴承套下支架2‑4；过渡轴2‑1的上端通过螺纹连接电机输出轴3的下端，过渡轴2‑1的下端通过扁型连接部2‑11与弹性联轴件2‑2上部的扁型上开槽2‑21固定连接；弹性联轴件2‑2下部的扁型下开槽2‑22与上轴1‑3的扁型上连接部1‑31固定连接；弹性联轴件2‑2采用具有弹性的材料，如橡胶；

[0109] 轴承套上支架2‑3和轴承套下支架2‑4的外部形成有多根支撑臂2‑7，轴承套上支架2‑3和轴承套下支架2‑4通过支撑臂2‑7固定连接进风件114的内壁；锥管组件1旋转时，轴承套上支架2‑3和轴承套下支架2‑4固定不动；

[0110] 支撑臂2‑7的内端高度大于外端高度(即支撑臂2‑7与水平面之间形成一夹角)，以使支撑臂2‑7呈倾斜姿态；

[0111] 轴承套上支架2‑3与轴承套下支架2‑4通过螺钉固定连接，组成支撑件；轴承套上支架2‑3和轴承套下支架2‑4的内表面呈球形，轴承套上支架2‑3与轴承套下支架2‑4形成球形的轴承套容置腔，轴承套容置腔内固定设置有轴承套2‑5，轴承套2‑5内设置有轴承2‑6；

[0112] 本发明的支撑件的作用在于通过多根支撑臂2‑7对锥管组件1提供支撑力，使锥管组件1处于悬空状态，锥管组件1的重量全部通过支撑臂2‑7进行承重，从而使锥管组件1能够在噪音下高速旋转，因此支撑臂2‑7必须提供足够的支撑力；同时，锥管组件1在工作过程中，气流需穿过相邻支撑臂2‑7之间的空间向上流动，因此支撑臂2‑7的宽度应尽可能小。本发明采用倾斜姿态的支撑臂2‑7，多根支撑臂2‑7同时为锥管组件1提供斜向上的支撑力，不仅能够保证锥管组件1的平稳旋转，而且不会对气流造成干扰，因此本发明在运行过程中噪音极低。

[0113] 轴承2‑6为标准件滚动轴承；轴承套2‑5通过内孔与轴承2‑6的外圈固定连接，轴承2‑6的内圈固定穿设有锥管组件1的上轴1‑3，轴承2‑6的内圈与上轴1‑3之间为过盈配合；优选地，轴承2‑6可以采用深沟球轴承或角接触球轴承等承重轴承；

[0114] 轴承套2‑5的外圈为球形，以使轴承套2‑5与支撑件的轴承套容置腔之间形成球面配合；轴承套2‑5采用具有弹性的材料，如橡胶或硅胶。

[0115] 水下定位件4包括定位环4‑1、减振圈4‑2，定位环4‑1固定设置于减振圈4‑2内，减振圈4‑2固定连接底座支架5；定位环4‑1的内孔与锥管组件1的下轴1‑5相配合，锥管组件1的下轴1‑5活动设置于定位环4‑1内；底座支架5的四周形成有多根翼板，工作时底座支架5位于水槽101的底部，水槽101底部的水能够穿过相邻翼板之间的通道经锥形管1‑1下端的进水口进入锥形管1‑1的内腔；

[0116] 定位环4‑1的内孔直径大于下轴1‑5的外径，定位环4‑1通过内孔与锥管组件1的下轴1‑5活动连接，锥管组件1的下轴1‑5能够在定位环4‑1内自由旋转和上下滑动；定位环4‑1用于对锥管组件1的下轴1‑5进行周向定位，防止锥管组件1在旋转过程中发生偏摆或晃动；

[0117] 定位环4‑1的外圈为球面，以使定位环4‑1与减振圈4‑2的球面内孔之间形成球面配合；

[0118] 减振圈4‑2采用弹性材料，如硅胶；

[0119] 定位环4‑1的硬度大于减振圈4‑2的硬度；定位环4‑1可以采用耐磨塑料如聚四氟乙烯；

[0120] 工作时，减振圈4‑2和定位环4‑1固定不动，锥管组件1的下轴1‑5在定位环4‑1内旋转；由于定位环4‑1与减振圈4‑2之间为球面接触，且定位环4‑1的硬度大于减振圈4‑2的硬度，因此定位环4‑1能够相对减振圈4‑2自由旋转，从而实现锥管组件的下轴1‑5与支架之间的活动连接。

[0121] 本发明的定位环4‑1能够起到滑动轴承的作用，对下轴1‑5不起承重作用。由于工作过程中定位环4‑1处于水下，本发明一方面利用定位环4‑1自身材料的自润滑性能，另一方面还利用了水的润滑性能，因此能够在对下轴1‑5进行周向定位的同时，保证下轴1‑5的自由旋转。

[0122] 本发明通过定位环4‑1与减振圈4‑2之间的球面配合能够起到调心的作用，因此本发明的水下定位件4能够起到标准轴承的作用，以保证锥管组件1在旋转过程中的稳定性。

[0123] 本发明的锥形管采用中国发明专利申请文献CN111256264A所公开的锥形管，本文不再赘述。

[0124] 由于本发明对空气强大的清洗作用，使用过程中水槽101内的水会进入杂质。为了方便水槽101的清洗和更换新水，作为一优选实施例，可以通过沿周向分布的多根连杆104将用于定位锥形管1‑1的下端的底座支架5与进风件114固定连接为一体；具体地，连杆104的上端固定连接进风件114的底部，连杆104的下端固定连接底座支架5的外缘；从而使得锥管组件1能够连同其下端的连接件一起从水槽101中取出。

[0125] 另外，为了避免水中的杂质堵塞锥形管1‑1的出水口1‑11，作为一优选实施例，可以在锥形管1‑1的进水口下方设置过滤网；具体地，过滤网可以固定设置于底座支架5的翼板的下方；此时，可以在底座支架5的下方设置底座103，在底座支架5的上方设置锥管外罩102；锥管外罩102和底座103通过螺栓固定连接，从而将底座支架5及其下方的过滤网包裹于内；

[0126] 锥管外罩102则通过连杆104与进风件114固定连接为一体；具体地，连杆104的上端固定连接进风件114的底部，连杆104的下端固定连接锥管外罩102；

[0127] 本发明通过连杆104将锥管外罩102与悬挂锥管组件1的进风件114固定连接为一体，而锥管组件1的下轴1‑5定位于底座支架5内，锥管外罩102则通过底座103与底座支架5固定连接，因此本发明将锥管组件1、位于下部的底座支架5以及位于上部的进风件114集成为一机体，如图3所示，使用时使机体下部伸出水槽101，清洗时则能够将位于上方的机体整体从水槽101中取出，而清洗过程中产生的杂质会沉积于水槽101的底部，因此水槽101的清洗和更换新水非常便利。

[0128] 本发明的连杆104作为注塑件(进风件114和锥管外罩102均为注塑件)之间的连接件，其材料采用金属或者金属包覆层，以保证连接的牢固性。优选地，连杆104的材料可以为银或铜，或者以银或铜作为包覆层，或者含有银或铜的合金，以使连杆104具有天然灭菌效果。

[0129] 锥管外罩102的罩筒内径大于锥形管1‑1的外径，锥管外罩102的罩筒与锥形管1‑1之间形成环形间隙，以便于锥形管1‑1在锥管外罩102内自由旋转；

[0130] 作为一优选实施例，锥管外罩102的罩筒高度小于锥形管1‑1的高度；锥管外罩102的罩筒高度决定了水槽101内最高水位线H的高度；锥管外罩102的罩筒将水槽101分为喷射区E2和存水区E1，其中存水区E1的底部作为沉降区；

[0131] 使用时水槽101内的水位线应低于锥管外罩102的罩筒上缘，锥管外罩102的罩筒能够阻止水从过滤网的上方进入锥形管1‑1，从而使得水只能从底部的进水口进入锥形管1‑1的内腔；因此，锥管外罩102能够起到引导水流方向的作用。

[0132] 本发明在工作过程中，其锥形管1‑1和风扇113由同一电机驱动，要使锥形管1‑1和风扇113同步平稳旋转，需要保证锥形管1‑1和风扇113处于同一轴线上，如果锥形管1‑1与风扇113的同轴度不符合规定，锥形管1‑1或风扇113就会发生摇摆，导致机器在运行过程中振动超标，最终导致机器无法正常运行。但是，为了降低制造成本，本发明的锥形管1‑1和风扇113采用注塑件，而注塑件相比于机加工件，其精度较低，导致锥形管1‑1与风扇113的同轴度很难符合规定。如果采用精密的联轴器实现锥形管1‑1与风扇113之间的同轴连接，又会导致机器成本的增加。为此，本发明将风扇113与电机输出轴3固定连接，同时通过弹性联轴件2‑2实现电机输出轴3与锥管组件1的上轴1‑3的固定连接，而锥管组件1的上轴1‑3与下轴1‑5之间的同轴度，则通过轴承套2‑5和定位环4‑1的调心功能实现微调，因此即使锥形管1‑1和风扇113的制造精度较低，本发明仍然能够低成本地实现锥形管1‑1与风扇113之间的同轴连接。

[0133] 本发明所形成气流路径由风扇113、导风环115及锥管组件1的旋转等共同作用而形成，因此风扇113的转速无需过高，一般为1000～1500转/分，就能够满足空气清洗的需求。

[0134] 显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形，而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变形在内。