Устройство для увлажнения и мойки воздуха, предназначенное для размещения на горизонтальных поверхностях

Полезная модель относится к электротехнике для создания искусственного микроклимата и кондиционирования воздуха, а именно к бытовым увлажнителям воздуха с функцией мойки воздуха для таких помещений как жилые площади, офисы, дачные домики, бытовки строительно-монтажных организаций и может быть использована для профилактики различных заболеваний, повышения устойчивости организма к неблагоприятным факторами среды.
Известны испарительные увлажнители воздуха, например, по заявкам  US20150020805A1; US 20160010881; WO 2017/007293; CN 205229383, 2016; KR 10-1574079, 2015; US 2015/0153052, 2015, WO 2012/014636.
Конструкция известных испарительных увлажнителей направлена на расширение функциональных возможностей. Вместе с тем, известные устройства не обеспечивают одновременной мойки воздуха.
Известен увлажнитель воздуха, в котором вода, подающаяся из бака в поддон, испаряется в увлажняющем элементе. Увлажнитель содержит корпус, увлажняющее средство и бак для подачи воды на увлажняющее средство, причем бак устанавливается в корпус с бокового направления относительно корпуса; поддерживающую секцию для поддерживания бака, причем поддерживающая секция входит в контакт с заданным местом на баке, когда бак установлен; при этом бак имеет первую выступающую секцию, образованную на участке верхней половины и выступающую к стороне основного корпуса, вторую выступающую секцию, образованную на участке нижней половины и выступающую к стороне основного корпуса, порт для воды, расположенный под второй выступающей секцией, и водоподающий клапан, смонтированный на порте для воды бака, причем первая выступающая секция выступает дальше к стороне основного корпуса, чем вторая выступающая секция, при этом бак выполнен с возможностью такого размещения при его прикреплении к основному корпусу на поддерживающей секции, что дистальный конец первой выступающей секции расположен по диагонали выше, и водоподающий клапан расположен по диагонали ниже, и с возможностью последующего поворота бака к основному корпусу. Настоящее изобретение решает проблему обеспечения увлажнителя, в котором весовая нагрузка бака в меньшей степени воздействует на пользователя (патент RU 2536033, 2014).
Известное устройство обеспечивает расширение функциональных возможностей за счет обеспечения мойки воздуха и имеет  автоматизированную систему подачи воды из бака в поддон. Само устройство является компактным и предназначено для размещения на горизонтальных поверхностях. Вместе с тем, устройство характеризуется сложным конструктивным выполнением, отсутствует система контроля  уровня воды в баке.
Известен ультразвуковой увлажнитель, предназначенный для размещения на горизонтальных поверхностях, состоящий из емкости с рабочей жидкостью, дополнительных емкостей, датчиков уровня жидкости, клапанов, блока питания, микроконтроллера, блока управления, генератора электрических колебаний, ультразвукового излучателя, системы предотвращения разбрызгивания, блока сигнализации, жидкостно-кристаллического дисплея и вывода в кувеза, система предотвращения разбрызгивания содержит блок для предотвращения потери жидкости (уловитель капель) (патент UA85905,2013).
Известное устройство является компактным и эффективным, содержит органы управления, но имеет ограниченные функциональные возможности, т.к. отсутствует функция мойки воздуха.
Известен увлажнитель, который содержит емкость для воды, выполненную с возможностью вертикального расширения и сжатия и содержит поплавок, выполненный в виде полого кольца из пенопласта,  закреплен в верхнем конце емкости для воды и соединен с боковой стенкой упомянутой емкости. Увлажняющее средство содержит водопоглощающий воздухопроницаемый элемент и/или отражатель для воды, приводимый в движение посредством воздушного импеллера. Кожух образует воздушный канал, содержащий впускное и выпускное отверстия. По меньшей мере часть упомянутого кожуха образует упомянутое впускное отверстие, и увлажняющее средство поддерживается посредством поплавка для вертикального перемещения в соответствии с изменениями уровня воды (патент US №3864437,1975).
Известное устройство обладает узкими функциональными возможностями.
Наиболее близким к предлагаемому выбран испарительный увлажнитель, содержащий размещенный в корпусе резервуар для воды, блок для поглощения воды из упомянутого резервуара для воды; блок вентилятора, расположенный в корпусе вентилятора и выполненный так, чтобы заставлять воздушный поток перемещаться через упомянутый блок поглощения воды, который содержит тампон, тампонодержатель для закрепления упомянутого тампона и поплавок, расположенный в упомянутом тампонодержателе для связывания с уровнем воды в упомянутом резервуаре для воды, блок вентилятора содержит электродвигатель и привод для приведения в действие упомянутого электродвигателя, упомянутый корпус вентилятора содержит блок верхней крышки, в котором образовано по меньшей мере одно кольцеобразное выпускное отверстие для воздуха на внешнем участке рядом с периферией упомянутого блока верхней крышки; причем упомянутый увлажнитель дополнительно содержит блок пользовательского интерфейса, установленный на упомянутом блоке верхней крышки и окруженный упомянутым кольцеобразным выпускным отверстием для воздуха, содержит датчик влажности для измерения влажности наружного воздуха за пределами упомянутого увлажнителя расположен на наружном корпусе испарительного увлажнителя таким образом, что он отделен и не является препятствием для только что увлажненного выходящего воздуха, дополнительно содержит блок программного управления дополнительно приспособлен для автоматического приведения в действие блока вентилятора, когда измеренная влажность наружного воздуха ниже, чем заданная влажность [патент RU 2639072, 2016].
Известный увлажнитель может эксплуатироваться в жилых помещениях, в том числе с возможностью регулирования комфортных условий посредством блока программного управления. Известный увлажнитель содержит тампонодержатель с тампоном и поплавком для обеспечения возможности извлечения нижней части устройства путем отделения его от верхней части и последующей промывки. Вместе с тем, известное устройство не обеспечивает индикацию уровня воды и бесперебойную работу.
Как видно из представленного описания уровня техники, известно значительное количество различных видов увлажнителей воздуха, однако среди них немногие представляют собой автономные устройства, которые бы при минимальных массово габаритных размерах обеспечивали бы одновременное увлажнение и мойку воздуха с индикатором уровня воды и возможностью обеспечения бесперебойной работы.
Техническая проблема – узкий арсенал многофункциональных автономных компактных управляемых устройств для одновременного увлажнения и мойки воздуха с контролем уровня воды для индикации и обеспечения бесперебойной его работы.
Технический результат – расширение функциональных возможностей автономных компактных устройств для одновременного увлажнения и мойки воздуха, предназначенных для размещения на горизонтальных поверхностях, имеющих функцию контролируемого уровня воды для индикации работы устройства и бесперебойной его работы.
Поставленная задача решается тем, что заявляется устройство для увлажнения и мойки воздуха, предназначенное для размещения на горизонтальных поверхностях, содержащее корпус с опорными элементами, внутри которого размещен источник питания, блок управления с печатной платой, который электрически соединен с источником питания и панелью управления, размещенной на внешней стороне стенки корпуса и снабженной органами управления, вентилятор, размещенный во внутренней полости корпуса для принудительного перемещения потока воздуха, входящего через отверстие для забора воздуха, размещенного в корпусе, емкость для воды, размещенную оппозитно вентилятору с преобразующим элементом, контактирующим с водой с образованием водяной пыли, выходные отверстия, размещенные на боковых сторонах корпуса, при этом в боковой части полости корпуса установлена вертикальная трубка для залива воды со сквозными боковыми отверстиями для  истечения воды в емкость для воды, внутри трубки размещен поплавковый клапан, нижняя часть которого выходит за нижнюю кромку трубки, нижний торец поплавкового клапана и днище емкости для воды установлены с зазором, а  поплавковый клапан имеет такую длину, которая при его перемещении вверх обеспечивает возможность перекрытия сквозных боковых отверстий  трубки.
Трубка для вертикального залива воды снабжена стопорами для ограничения хода поплавкового клапана.
Поплавковый клапан выполнен пустотелым для обеспечения возможности легкого подъема в трубке и имеет образующую поверхность по существу цилиндрической формы, внешний диаметр которого меньше внутреннего диаметра вертикальной трубки. Поплавковый клапан может иметь иную форму, обеспечивающую возможность перемещения в полости трубки под действием выталкивающей силы. В нижней части поплавковый клапан снабжен кольцеобразным утолщением или Г-образным выступом для ограничения его хода вверх при наполнении емкости для воды до заданного уровня. Поплавковый клапан выполнен из материалов, плотность которых ниже, чем плотность воды, например из пластика, не набухающего в воде.
Отверстия для забора воздуха из помещения могут быть размещены в нижней или верхней части корпуса.
Емкость для воды размещена выше или ниже вентилятора, т.е. оппозитно ему, таким образом, чтобы обеспечивать возможность залива воды через сквозные боковые отверстия вертикальной трубки.
В качестве преобразующего элемента может быть установлено с возможностью вращения пористое тело, выполненное из пластика, не набухающего в воде. Также в качестве преобразующего элемента может быть использован ультразвуковой преобразователь или иные известные преобразующие элементы, которые при контакте с водой генерируют водяную пыль.
Вентилятором нагнетается поток входящего воздуха, который вступает в контакт с капельками воды, воздух увлажняется, под воздействием вращающихся потоков очищается, загрязнения опускаются на днище емкости для воды, а очищенный и увлажненный воздух выводится через выходные отверстия.
Воздушная камера образована внутренним пространством корпуса между вентилятором и преобразующим элементом. В зоне воздушной камеры на боковых или верхних поверхностях корпуса размещены выходные отверстия для выхода увлажненного и очищенного воздуха.
Электрическое соединение представлено схемой питания, реализованной электропроводящими проводами, электрическими контактами, токопроводящими дорожками на печатной плате и иными известными элементами электрических схем, обеспечивая питание вентилятора, приводы преобразующего элемента, блока управления и иных элементов устройства.
Блок управления содержит печатную плату с радиоэлементами, микроконтроллер или микропроцессор, дополнительно может содержать гигростат и иные элементы управления и индикации.
Панель управления, размещенная на внешней стороне корпуса, имеет органы управления, а также может содержать окно для информационного дисплея.
Вблизи отверстия для забора воздуха могут быть размещены элементы контроля температуры и влажности, взаимодействующие с потоком входящего воздуха. Указанные элементы контроля могут быть представлены термометром и гигрометром, выполненными с возможностью передачи данных на микроконтроллер блока управления.
Блок управления размещен внутри корпуса и подключен к электросети посредством блока питания и шнура питания.
Опорные элементы корпуса могут быть выполнены выдвижными для увеличения площади опоры и придания дополнительной устойчивости устройству в процессе заливки воды.
Сравнение заявляемого устройства с известным позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна».
Заявляемое устройство может быть изготовлено из известных материалов с помощью известных технологий и известных конструктивных элементов, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «промышленная применимость».
Заявляемое устройство иллюстрируется следующими чертежами, но не ограничивается ими:
Фиг. 1 - схематично показано заявляемое устройство;
Фиг. 2 - показана принципиальная схема движения воздушных потоков;
Фиг. 3 - схематично показана вертикальная трубка для залива воды с поплавковым клапаном;
Фиг. 4 – схематично показана вертикальная трубка с поплавковым клапаном в полости основного корпуса, когда в емкости для воды находится минимально возможный объем воды;
Фиг.5 – схематично показано расположение источника питания и блока управления.
Заявляемое устройство содержит размещенные в корпусе 1 с опорными элементами 9, емкость 2 для воды с преобразующим элементом 3, представляющим собой тело со сквозными порами, контактирующее с водой, находящейся в емкости 2 для воды и вращающееся под действием электропривода с образованием водяной пыли в воздушной камере 4, образованной пространством между преобразующим элементом и вентилятором 6, где циркулируют воздушный поток и поток водяной пыли, а очищенный и увлажненный воздух выходит через выходные отверстия 5, размещенные на боковых поверхностях корпуса 1. Вентилятор 6 обеспечивает принудительное перемещение потока воздуха, поступающего через отверстие 7 для забора воздуха, размещенного в верхней части корпуса 1. На внешней поверхности корпуса размещена панель управления 8 с органами управления (не показаны). В полости корпуса 1 размещена вертикальная трубка 10 для залива воды через входное отверстие трубки 10, имеющей конусообразное расширение в зоне входного отверстия. Трубка 10 снабжена сквозными боковыми отверстиями 11 для истечения воды в емкость 2 для воды. Внутри вертикальной трубки 10 размещена верхняя часть поплавкового клапана 12, имеющая по существу образующую поверхность цилиндрической формы, в нижней части поплавковый клапан 12 имеет кольцеобразное утолщение 13, выходящее за границы нижнего конца вертикальной трубки 10. В вертикальной трубке 10 установлены стопоры 14, ограничивающие ход поплавкового клапана 12 вверх. Внутри полости корпуса 1 размещен блок управления 15, содержащий печатную плату с программируемым микроконтроллером, радиоэлементами (не показаны). Электрическое соединение обеспечивается электрическими проводами от источника питания 16.
Заявляемое устройство в обычном режиме работает следующим образом.
Для начала работы устройства необходимо включить его, задав режим включения посредством взаимодействия с органами управления на панели управления 8. В вертикальную трубку 10 сверху заливают воду.  Нижний торец поплавкового клапана 12 и днище емкости 2 для воды установлены с зазором. Поплавковый клапан 12 зафиксирован стопорами 14, которые не позволяют ему выпадать из трубки 10 при его перемещении. При заливе воды, за счет поднимающегося уровня воды в емкости 2 для воды, поплавковый клапан 12  поднимается вверх по трубке 10. Верхняя часть поплавкового клапана 12 при достижении максимально вмещаемого емкостью 2 для воды объема, под действием выталкивающей силы поднимается на максимальную высоту в трубке 10, закрывая сквозные боковые отверстия 11, которые размещены ниже уровня максимальной высоты, на которую может подниматься поплавковый клапан 12. Излишний объем воды, который не вмещает в себя емкость 2 для воды, остается над поверхностью всплывшего вверх поплавкового клапана 12, являясь индикатором максимального заполнения емкости 2 для воды.
При испарении из емкости 2 воды, ее уровень понижается, и поплавковый клапан 12 медленно опускается вниз по трубке 10, открывая доступ к сквозным боковым отверстиям 11, через которые вода истекает в емкость 2 для воды, обеспечивая тем самым автоматическое пополнение уровня воды в емкости 2 и бесперебойную работу устройства. Если потребитель не повторяет залив воды, то поплавковый клапан 12 опускается в исходное состояние и зацепляется за стопоры 14, ограничивающими минимальный уровень хода поплавкового клапана 12.
Преобразующий элемент 3, который контактирует с водой, залитой в емкость 2 для воды, разбивает ее на мельчайшие частицы, образуя водяную пыль, которая поднимается в воздушную камеру 4. Вентилятор 6 нагнетает  воздух из помещения через отверстие 7 для забора воздуха в воздушную  камеру 4, где происходит смешение входного потока воздуха и водяной пыли. В результате вращения преобразующего элемента 3 и совместного движения потоков в воздушной камере 4, воздух, очищенный от пыли и обогащенный водяной фазой, через отверстия 5 для выхода воздуха выдувается в помещение. Частицы пыли оседают на днище емкости 2 для воды. Периодически устройство очищается от загрязнений путем снятия емкости 2 для воды.
Таким образом, использование заявляемого устройства обеспечивает одновременное увлажнение и мойку воздуха, расширяя ассортимент компактных автономных приборов, предназначенный для размещения на горизонтальных поверхностях и обладающих возможностью индикации уровня воды без разбора устройства и бесперебойной работы.