Фильтр-картридж для увлажнителя воздуха

Полезная модель относится к устройству для фильтрации воды в увлажнителе воздуха, а именно, к конструкции фильтра в виде картриджа съемного типа, размещенного в бытовом увлажнителе в резервуаре для водопроводной воды.
Обычно фильтры предназначены для удаления из водопроводной воды (далее - неочищенная или входящая вода), загружаемой пользователями в увлажнитель, минеральных компонентов (главным образом, ионов магния и кальция), которые со временем засоряют внутреннее пространство увлажнителя твердыми отложениями, а также, в случае с ультразвуковыми увлажнителями, образуют белый налет на предметах интерьера после увлажнения воздуха. Известные фильтры имеют разнообразное фильтрующее наполнение, эффективно решающее указанную задачу, а также специальный воздушный канал в центре корпуса фильтра, служащий для замещения воздухом того объема входящей воды, который вышел из резервуара в фильтр. Воздух в воздушном канале образуется из расположенной под фильтром камеры смешения водной пыли и сухого воздуха или отдельной камеры для отфильтрованной воды, предназначенной далее для смешения с сухим воздухом с образованием аэрозоли. Воздух движется вверх, проникая в фильтр через соответствующее отверстие, проходит по воздушному каналу, выходит из фильтра через минимум одно специальное отверстие выхода воздуха в верхней части фильтра, проходит через толщу водопроводной воды в резервуаре для нее в виде минимум одного пузыря, который лопается на поверхности водопроводной воды. Благодаря воздушному каналу фильтра в резервуаре для входящей воды поддерживается атмосферное давление, позволяющее равномерно подавать воду для дальнейшей работы увлажнителя. Однако при работе воздушного канала фильтра существует проблема дополнительного «булькающего» шума, вызываемого лопающимися пузырьками воздуха на поверхности водопроводной воды в резервуаре для нее. Для решения этой проблемы целесообразно использовать устройства, рассекающие крупные воздушные пузыри на более мелкие, производящие при лопании меньше шума, или устройства, выводящие воздух из фильтра, исключающие его прохождение через толщу воды.
Например, известен фильтр-картридж для увлажнителя воздуха (заявка KR20140143011, опубл. 2015, заявитель SAMSUNG ELECTRONICS CO LTD), включающий в себя корпус, заполненный ионообменной смолой, и блок выпуска воздуха, расположенный в центре корпуса. На внешней боковой поверхности корпуса выполнены впускные отверстия для неочищенной воды, а внутри блока выпуска воздуха выполнено по меньшей мере одно отверстие для выпуска воздуха, а также так называемая «переменная крышка», имеющая отверстие, соответствующее выпускному отверстию, и соединенная с возможностью вращения с блоком выпуска воздуха, чтобы изменять величину выпуска воздуха через выпускное отверстие, и влиять таким образом на скорость потока воздуха и на эффективность фильтрования. В одном из вариантов данного решения описана трубка, являющаяся продолжением блока выпуска воздуха, проходящая внутри резервуара для водопроводной воды и бесшумно выпускающая воздух за пределы ее поверхности. Недостатком известного фильтра является сложность его конструкции.
Известен также фильтр-картридж для увлажнителя воздуха (заявка WO2017059586, публ. 2017, заявитель CTK TECH (SHENZHEN) CO LTD), включающий корпус, слои смолы внутри корпуса и воздушный канал. Верхняя часть корпуса имеет впускные отверстия для неочищенной воды, а нижняя часть корпуса снабжена сливным отверстием. В верхней части корпуса форма воздушных отверстий имеет продолговатую форму.
Следовательно, воздушные пузыри, выходящие из них, не могут быть достаточно мелкими для исключения «булькающего» звука, образующегося от лопанья таких пузырей на поверхности водопроводной воды в резервуаре для нее.
Известен фильтр-картридж для увлажнителя воздуха (заявка Китая CN 203964319, публ. 2015, заявитель Yang Fei), внутри корпуса которого расположена сквозная труба для воды, на которой помещен магнитный камень для намагничивания водопроводной воды с целью повышения ее энергетической активности, обеспечения антибактериального действия и защиты от образования накипи. Намагниченная вода из сквозной трубы далее в радиальном направлении проходит через первый фильтрующий слой, содержащий активированный уголь, второй фильтрующий слой, содержащий ионы серебра, и выходит из фильтра-картриджа через множество отверстий слива, расположенных равномерно вдоль наружной стенки фильтра. Таким образом, поток очищенной воды может выполняться плавно, не вызывает засорения, тем самым обеспечивая увлажняющую способность увлажнителя. Описанная конструкция фильтра-картриджа также не предусматривает уменьшение «булькающего» шума от выделяющихся из него воздушных пузырей.
Наиболее близким к заявляемому решению, является фильтр-картридж (патент RU 2413567, публ. 2011, патентообладатель НОВИТА КО., ЛТД (KR)), содержащий корпус с входным и выходным отверстиями для воды. Корпус включает в себя внутренний цилиндр и секционный цилиндр для разделения всего пространства на внутреннее пространство для загрузки ионообменной смолы и внешнее пространство. Во внутреннем цилиндре выполнен канал для прохода воздуха. На верхней части корпуса установлена крышка с воздушными отверстиями, через которые проходит воздух по каналу для прохода воздуха в связи с обменом воды в резервуаре для неочищенной воды.
Благодаря множеству мелких воздушных отверстий в центре верхней части описанного фильтра из его воздушного канала выходит множество мелких пузырьков, что сокращает звук «бульканья» при их лопании на поверхности воды. Однако недостатком указанного решения является образование общего потока из мелких пузырьков вследствие расположения воздушных отверстий близко друг к другу и концентрацией их в центре верхней части корпуса. В общем потоке мелкие пузырьки могут соединяться друг с другом, образуя крупные пузыри, лопающиеся на поверхности воды с характерным «булькающим» шумом. Распределение мелких пузырьков по большему объему резервуара для воды за счет разделения потоков воздуха могло бы эффективнее уменьшить «булькающий» шум.
Задачей заявляемой полезной модели является создание конструкции фильтра-картриджа, в которой предусмотрено рассечение воздушного потока, выходящего из воздушного канала, на несколько мелких потоков и распределение их по большему объему резервуара для водопроводной воды.
Технический результат - уменьшение шума при работе увлажнителя.
Поставленная задача решается тем, что заявляется фильтр-картридж для увлажнителя воздуха, включающий корпус, в полости которого размещены фильтрующий наполнитель для водной фазы и воздушный канал, в верхней части корпуса имеется отверстие для выхода воздуха из воздушного канала, корпус снабжен отверстиями для входа водной фазы, отличается тем, что верхняя часть корпуса
снабжена выступающей трубкой, внутренняя поверхность которой образует отверстие для выхода воздуха, сообщенное с воздушным каналом, на боковой поверхности трубки выполнена внешняя резьба для резьбового соединения с навинчивающейся крышкой, снабженной внутренней резьбой, при этом на внешней резьбе трубки и на внутренней резьбе навинчивающейся крышки выполнены углубления в виде вертикальных пазов, которые при соединении навинчивающейся крышки и трубки друг с другом образуют сквозные каналы для выхода воздуха.
Сквозные каналы для выхода воздуха из воздушного канала образованы сквозными участками вертикальных пазов, образованные при соединении выступающей трубки и навинчивающейся крышки друг с другом. Для образования сквозных каналов вертикальные пазы на внешней резьбе в верхней части трубки выполнены сквозными,  а вертикальные пазы на внутренней резьбе в нижней части навинчивающейся крышки также выполнены сквозными. Образуемые сквозные каналы разбивают выходящий из фильтра-картриджа поток воздуха на несколько мелких потоков, а также меняют направление потоков, что, в конечном счете, и  приводит к снижению шума от увлажнителя.
Корпус фильтр-картридж может быть выполнен предпочтительно цилиндрической формы, из пластика, с входными отверстиями для воды, расположенным предпочтительно на боковой поверхности корпуса, а также с элементами крепления корпуса в резервуаре для воды.
В качестве фильтрующего наполнителя может быть предпочтительно использована ионно-обменная смола.
Навинчивающаяся крышка и выступающая трубка могут быть предпочтительно выполнены из того же материала, что и корпус фильтра-картриджа.
Отверстия для входа водной фазы выполнены предпочтительно на боковой образующей корпуса и ориентированы вдоль осевой линии.
Заявляемая полезная модель иллюстрируется следующими чертежами.
На Фиг.1 представлен общий вид заявляемого фильтра-картриджа для увлажнителя воздуха.
На Фиг.2 представлена навинчивающаяся крышка в собранном состоянии с корпусом.
На Фиг.3 представлена выступающая трубка на корпусе фильтр- картриджа.
На Фиг.4 представлена навинчивающаяся крышка как отдельный элемент.
На Фиг.5 представлена схема движения воздуха в фильтр- картридже.
На Фиг.6 схематично представлен вид сверху на верхнюю часть корпуса.
На фиг.7 показана принципиальная схема увлажнителя
Заявляемый фильтр-картридж содержит корпус 1 в полости которого размещен фильтрующий наполнитель (не показан) для водной фазы и воздушный канал 5. На верхней части корпуса 1 имеется навинчивающаяся крышка 2, которая соединена посредством резьбового соединения с выступающей трубкой 4, внутренняя образующая которой представляет собой отверстие для выхода воздуха из воздушного канала 5. Корпус 1 и трубка 4 жестко соединены друг с другом, а на боковой поверхности трубки 4 выполнена внешняя резьба для резьбового соединения с навинчивающейся крышкой 2, снабженная внутренней резьбой. На внешней резьбе трубки 4 и на внутренней резьбе навинчивающейся крышки 2 выполнены углубления в виде вертикальных пазов 6, которые при соединении навинчивающейся крышки 2 и трубки 4 друг с другом образуют сквозные каналы 8 для выхода воздуха.
Сквозные каналы 8 для выхода воздуха из воздушного канала 5 образованы сквозными участками 7 и 3 вертикальных пазов 6 при соединении выступающей трубки 4 и навинчивающейся крышки 2 друг с другом. В вертикальных пазах 6 на внешней резьбе в верхней части трубки 4 выполнены сквозные участки 7, а в вертикальных пазах на внутренней резьбе в нижней части навинчивающейся крышки 2 выполнены сквозные участки 3. На Фиг.5 показана схема движения крупного пузыря 9 и схема движения мелких пузырей 10 воздуха. Корпус 1 снабжен отверстиями 11 для входа воды из резервуара 12.
Заявляемая полезная модель работает следующим образом.
Заявляемый фильтр-картридж устанавливается вертикально в полости увлажнителя воздуха путем погружения в резервуар 12 для воды  и закрепления днища корпуса 1 путем соединения его элементов крепления к резервуару 12 клапаном 13. При заполнении резервуара 12 водой в фильтр-картридж через входные отверстия 11, выполненные на боковой стороне его корпуса 1, поступает вода, которая, проходя через фильтрующий наполнитель (не показан), очищается, стекает  в емкость для очищенной воды 14, сообщенную с камерой смешения 15, куда посредством вентилятора 17 подается воздух. Вода в камере смешения 15 преобразуется в водяную пыль посредством, например, ультразвукового преобразователя 16. Образующаяся водяная пыль из камеры смешения 15 водяной пыли и сухого воздуха через выпускные отверстия 18 в корпусе увлажнителя поступает в помещение.
В заявляемом фильтр- картридже воздух внутри корпуса 1 поднимается вверх по воздушному каналу 5 в виде крупного пузыря 9. Достигнув сообщенного с воздушным каналом 5 отверстия выступающей трубки 4, он упирается в верхнюю часть навинчивающейся крышки 2, разделяется на мелкие пузыри 10, которые проникают через  сквозные  участки 7 в сквозные каналы 8, образованные состыковавшимися углублениями в виде вертикальных пазов 6 во внутренней резьбе навинчивающейся крышки 2 и в наружной  резьбе выступающей трубки 4. Пройдя через сквозные каналы 8, мелкие пузыри 10 выходят наружу через сквозные участки 3, расположенные снизу на боковой части навинчивающейся крышки 2, попадая в резервуар с водой.
Образуемые навинчивающейся крышкой 2 и выступающей трубкой 4 сквозные каналы 8 разбивают выходящий поток крупных пузырей воздуха на несколько мелких потоков и меняют их направление таким образом, что это, в конечном счете,  приводит к снижению шума увлажнителя. Заявляемое устройство фильтр- картриджа исключает выход крупных пузырей воздуха, которые лопаются с характерным звуком, а выходящие потоки мелких пузырей разведены в пространстве, исключая их соединение друг с другом, а также обеспечивая их распределение по большому объёму воды. Таким образом, заявляемая конструкция фильтра-картриджа за счет малого диаметра сквозных каналов, их формы, меняющей направление исходящего воздушного потока, позволяет обеспечить создание множества мелких пузырей, равномерно распределенных  в большем объёме воды, что исключает  или максимально минимизирует «булькающий» шум при работе увлажнителя воздуха.