壁掛式空調(diào)過(guò)濾網(wǎng)自動(dòng)清潔專利技術(shù)綜述

曹蘇恬 萬(wàn)瑞琦

摘要：空調(diào)過(guò)濾網(wǎng)具有過(guò)濾灰塵、防止空調(diào)內(nèi)部受到污染的作用。過(guò)濾網(wǎng)上積累的塵埃類物質(zhì)增多，不僅會(huì)造成室內(nèi)空氣的二次污染，還減少了進(jìn)入空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)量，進(jìn)而降低空調(diào)性能、增加能耗。為了提高壁掛式空調(diào)的性能和智能化程度，壁掛式空調(diào)過(guò)濾網(wǎng)自動(dòng)清潔技術(shù)備受關(guān)注。本文從專利的角度出發(fā)，分析了該項(xiàng)技術(shù)專利申請(qǐng)的申請(qǐng)人、國(guó)家、年代分布情況以及技術(shù)演進(jìn)路線，有助該技術(shù)的推廣應(yīng)用及改進(jìn)。

關(guān)鍵詞：壁掛式空調(diào);過(guò)濾網(wǎng);自動(dòng)清潔;專利

中圖分類號(hào)：TM925.12 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1003-5168（2019）36-0054-03

Abstract：The air conditioning filter has the function of preventing air conditioning interior from being polluted. The accumulation of dust on the filter causes the secondary pollution of indoor air， and reduces the air flow into the air conditioner， thereby reducing the performance and increasing energy consumption. In order to improve the performance and intelligence of the air conditioner， the automatic cleaning technology has attracted much attention. In this paper， the development， global distribution and the application of the patent about automatic cleaning of technology are reviewed， which facilitates the application and promotion of the technology.

Key words： wall-mounted air-conditioner;filter; automatic cleaning;patent

1 引言

對(duì)空調(diào)需求的增大使得對(duì)能源的消耗也越大，空調(diào)節(jié)能技術(shù)在全社會(huì)愈發(fā)受到重視。同時(shí)，由于人們對(duì)生存環(huán)境，特別是室內(nèi)居住環(huán)境健康程度的追求越來(lái)越高，對(duì)空調(diào)的健康使用越來(lái)越重視。

家用空調(diào)在日常使用過(guò)程中無(wú)法避免地會(huì)在過(guò)濾網(wǎng)上積累大量灰塵，當(dāng)過(guò)濾網(wǎng)上積聚大量灰塵、污垢時(shí)，會(huì)滋生大量霉菌、塵螨等有害微生物，這些有害物質(zhì)隨著空調(diào)的運(yùn)轉(zhuǎn)在室內(nèi)循環(huán)，污染空氣，傳播疾病，嚴(yán)重危害人體健康。為了解決這一問(wèn)題，人們不得不定期或不定期對(duì)過(guò)濾網(wǎng)進(jìn)行清潔，這樣不僅帶來(lái)了很大的不便，而且在清潔的時(shí)候可能會(huì)出現(xiàn)揚(yáng)塵的情況，從而影響房間內(nèi)空氣的質(zhì)量[1]。另外，過(guò)濾網(wǎng)積塵之后會(huì)增加風(fēng)阻，減小空調(diào)的進(jìn)出風(fēng)量，進(jìn)而降低空調(diào)的制冷制熱性能，增加了能耗。壁掛式空調(diào)是生活中常用的空調(diào)類型，因此，對(duì)壁掛式空調(diào)過(guò)濾裝置自動(dòng)清潔技術(shù)的研究，對(duì)于提高空調(diào)室內(nèi)機(jī)的性能、降低空調(diào)能耗和消除健康隱患具有非常重大意義。

2 專利技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r

2.1 專利申請(qǐng)情況

如圖1所示，在全球范圍內(nèi)，關(guān)于壁掛式空調(diào)過(guò)濾網(wǎng)自動(dòng)清潔的專利申請(qǐng)，最早于20世紀(jì)90年代前后開始出現(xiàn)，申請(qǐng)量總體呈上升趨勢(shì)。中國(guó)相關(guān)申請(qǐng)出現(xiàn)相對(duì)較晚，于90年代中后期才開始出現(xiàn)少量申請(qǐng)。到2000年開始，該項(xiàng)技術(shù)的專利申請(qǐng)開始出現(xiàn)大幅增長(zhǎng)，且大體保持上漲趨勢(shì)，并于2005年前后達(dá)到第一個(gè)峰值，于2015年前后達(dá)到第二個(gè)峰值。其原因可能在于，對(duì)于小型空調(diào)機(jī)的研究早期更注重如何滿足用戶對(duì)于溫、濕度的需求而忽略了對(duì)室內(nèi)空氣質(zhì)量的關(guān)注;同時(shí)，對(duì)于提高空調(diào)使用的經(jīng)濟(jì)性，前期主要著眼于空調(diào)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件以及系統(tǒng)的參數(shù)調(diào)節(jié)，而忽略了過(guò)濾網(wǎng)的因素。直到2000年左右，隨著空調(diào)技術(shù)的發(fā)展日益成熟和用戶對(duì)于空調(diào)健康使用的需求增強(qiáng)以及對(duì)降低空調(diào)能耗的更高要求，企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)開始逐步加大對(duì)壁掛式空調(diào)過(guò)濾網(wǎng)自動(dòng)清潔技術(shù)的研發(fā)。而2010年之后，家電智能化控制的相關(guān)技術(shù)快速發(fā)展，壁掛式空調(diào)過(guò)濾網(wǎng)自動(dòng)清潔技術(shù)相關(guān)的申請(qǐng)也迎來(lái)了第二個(gè)快速增加階段。

由圖2可以看出，壁掛式空調(diào)過(guò)濾網(wǎng)自動(dòng)清潔技術(shù)的主要申請(qǐng)來(lái)源國(guó)為中國(guó)、日本以及韓國(guó)，其中，中國(guó)專利申請(qǐng)量占比最多，約為總量的52%，日本次之，占比35%。該項(xiàng)技術(shù)的國(guó)外申請(qǐng)人主要為日本的富士通將軍、松下電器、大金、日立、夏普、東芝、三洋電機(jī)等以及韓國(guó)的LG、三星。在空調(diào)領(lǐng)域，日本一直以來(lái)處于領(lǐng)先地位，具有大量空調(diào)領(lǐng)域的核心企業(yè)，且其專利申請(qǐng)起步時(shí)期早，擁有該領(lǐng)域高頻次引用的核心專利。雖然中國(guó)在該領(lǐng)域的研發(fā)起步較晚，但在后期發(fā)展迅速國(guó)內(nèi)申請(qǐng)人同樣主要為空調(diào)相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)，其中以美的、格力為主導(dǎo)空調(diào)品牌，具有大幅的空調(diào)市場(chǎng)占有率，且相互競(jìng)爭(zhēng)激烈，并重視通過(guò)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的途徑保護(hù)前沿技術(shù)，因此，美的、格力的申請(qǐng)量處于明顯領(lǐng)先地位。此外，其他空調(diào)相關(guān)品牌，如海爾、海信、TCL、奧克斯等，也具有較多的專利申請(qǐng)量。

2.2 專利技術(shù)路線演進(jìn)分析

如圖3所示，涉及壁掛式空調(diào)過(guò)濾網(wǎng)自動(dòng)清潔在1990年以前于研究初期階段，這一時(shí)期對(duì)于過(guò)濾網(wǎng)臟堵方式的檢測(cè)判斷方式和清潔方式都較為單一，判斷時(shí)檢測(cè)的參數(shù)較為簡(jiǎn)單、直接，例如利用過(guò)濾網(wǎng)使用時(shí)間、風(fēng)扇葉片轉(zhuǎn)速、進(jìn)出口溫差等參數(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的定性判斷。90年代開始，隨著檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展和傳感器的多樣化，逐步出現(xiàn)了通過(guò)檢測(cè)壓力、電機(jī)電壓、電流、氣流流速、透光強(qiáng)度、灰塵累積量等參數(shù)對(duì)臟堵情況進(jìn)行相對(duì)較為準(zhǔn)確的判斷。從2000開始，為了進(jìn)一步準(zhǔn)確判斷臟堵程度從而準(zhǔn)確判斷執(zhí)行自動(dòng)清潔開始時(shí)刻，逐步出現(xiàn)了通過(guò)多個(gè)參數(shù)進(jìn)行臟堵程度計(jì)算的方式，以及在已有檢測(cè)參數(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行修正、優(yōu)化和改進(jìn)的技術(shù)方案。2010年之后，各企業(yè)以及研究機(jī)構(gòu)更多關(guān)注自動(dòng)清潔過(guò)程的精確控制和智能化。對(duì)于壁掛式空調(diào)過(guò)濾網(wǎng)的自動(dòng)清潔的方式，在1990年前后，主要研究如何設(shè)置清潔裝置以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)清潔，初期主要分成了以清潔刷清掃式、氣流抽吸、濕式清潔、震動(dòng)除塵幾個(gè)方向。清掃式的技術(shù)分支較為主流，這一時(shí)期的研究重點(diǎn)是如何實(shí)現(xiàn)清潔裝置和過(guò)濾網(wǎng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，初期過(guò)濾網(wǎng)為平面或卷軸設(shè)置，過(guò)濾網(wǎng)平面設(shè)置則采用移動(dòng)清潔刷或抽吸裝置，過(guò)濾網(wǎng)卷軸設(shè)置可進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)除塵刷或濕式清潔槽。2000年之后，隨著壁掛式空調(diào)技術(shù)的日益成熟和小型化，換熱器發(fā)展為折疊式，因而過(guò)濾網(wǎng)的形狀也隨之更為復(fù)雜，這一時(shí)期清掃式自動(dòng)清潔技術(shù)分支的關(guān)注重點(diǎn)發(fā)展為清掃裝置的小型化以及對(duì)于運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的優(yōu)化，同時(shí)也更關(guān)注清掃下來(lái)的灰塵會(huì)空調(diào)內(nèi)部清潔度的影響，因而對(duì)灰塵收集方式也做了進(jìn)一步改進(jìn)，主要采用抽吸和靜電吸附的方式。后續(xù)隨著清潔方式和移動(dòng)機(jī)構(gòu)的技術(shù)日益完善，對(duì)于過(guò)濾網(wǎng)材料的改進(jìn)和清潔裝置的潔凈度成為了新的發(fā)展思路，空調(diào)企業(yè)逐漸關(guān)注清潔裝置的使用壽命和清潔效率。利用氣流和水的抽吸式、反吹式、濕式清潔從90年開始逐步發(fā)展，抽吸式除塵技術(shù)出現(xiàn)后逐步發(fā)展作為清掃式除塵的技術(shù)補(bǔ)充，濕式清潔的發(fā)展路線主要為清洗水的來(lái)源改進(jìn)和清洗裝置的改進(jìn)兩個(gè)方面，但由于壁掛式空調(diào)機(jī)的小型化，濕式清潔的發(fā)展受到了空調(diào)內(nèi)部空間的限制。同樣，其他除塵方式例如靜電除塵、震動(dòng)除塵等也受到壁掛式空調(diào)的空間限制，2000年之后的發(fā)展主要作為清掃式清潔方式的補(bǔ)充，主要應(yīng)用于收集灰塵的過(guò)程中。

由上述分析可知，壁掛式空調(diào)過(guò)濾網(wǎng)自動(dòng)清潔技術(shù)的清潔方式發(fā)展已趨近于成熟，后續(xù)的發(fā)展方向可能主要在于自動(dòng)清潔過(guò)程的智能化和精確化控制以及清潔機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性、清潔效率和使用壽命的進(jìn)一步優(yōu)化。

3 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)壁掛式空調(diào)過(guò)濾網(wǎng)自動(dòng)清潔技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行了分析、統(tǒng)計(jì)，整理了該領(lǐng)域的專利申請(qǐng)情況并著重闡述了技術(shù)發(fā)展演進(jìn)。自動(dòng)清潔過(guò)程的智能化和精確化控制以及清潔機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性、清潔效率和使用壽命的進(jìn)一步優(yōu)化可能是后續(xù)的發(fā)展方向。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王永祿.提高風(fēng)冷電冰箱蒸發(fā)器傳熱效率的有效途徑[J].家用電器科技，2000（3）：55.