CN101433788A - 一种空气净化过滤器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及空气净化过滤器技术领域，特别涉及一种空气净化过滤器，其包括一壳体，在壳体内设置有PM2.5的颗粒物过滤层、有机污染物净化层和臭氧催化净化过滤层，同时还设置有初效过滤层、抗菌过滤层和由负离子发生材料构成的负离子发生层三层中的至少一层，使用这么一种新型空气净化过滤器在净化室内空气污染的同时还可以净化因大气灰霾污染和近地臭氧污染导致的PM2.5伤肺颗粒物及超出国家卫生安全标准的臭氧，对提高生活质量，预防因空气污染引起的疾病，具有非常重要的现实意义。

Description

一种空气净化过滤器

技术领域

本发明涉及空气净化器技术领域，特别涉及一种空气净化过滤器。

背景技术

近年来，随着对大气复合污染的研究，大气中灰霾污染和近地臭氧污染对人体健康的危害的严重性显现出来。大气灰霾的产生源自于汽车尾气和工业污染在阳光作用下经过复杂的反应形成，主要成分为小于2.5微米的气溶胶伤肺颗粒、复杂的有机污染物，如过氧硝酸乙酰、醛类等刺激性化合物。大气中的臭氧来自于正常的近地空气臭氧循环链条被打破，臭氧不能进行正常的产生和降解，而达到超过卫生标准限制的危害浓度。大量的研究资料分析证明了灰霾和近地臭氧污染物对人体的危害，而且这种趋势随着工业的发展变得越来越严重，珠三角地区的灰霾天气普遍超过200天，臭氧浓度超标时间达到每月90小时以上，长江三角洲地区、北京地区、西北工业城市同样面临此类问题，为此国家投入巨资建立大气监测网。室外空气可以通过各种方式进入室内，导致室内的空气除了受到室内因素影响外，也受到大气环境的影响，而且影响趋势越发严重。

空气中的污染物主要包括：1、颗粒污染物：主要成分为气溶胶、悬浮灰尘、工业粉尘等，粒径分布在0.1~10微米，其中粒径小于2.5微米(PM2.5)的颗粒物由于能够黏附于肺泡上不宜排出，被称为伤肺颗粒物，危害已被证实，引起大气能见度降低的灰霾主要由小于2.5微米的颗粒物构成，成分包括硝酸盐、硫酸盐等无机物、烃类化合物经过氧化缩合后的复杂有机物、微细固态粉尘等，危害最大；2、气态污染物：包括常见的醛类、烃类、酯类等等由室内装修材料、室外汽车、工业污染散发或经过二次反应产生的有害化学气体，可能引发包括呼吸道损害的各种疾病。室内环境中的臭氧污染来自于静电复印机、激光打印机、CRT显示器等办公设备和电视、部分家用电器家用设备，更主要的来源是大气环境污染中的臭氧污染。国际卫生组织和电器认证组织都对臭氧的浓度进行严格的限制。臭氧危害已经在对运动体能研究、小儿哮喘、老年疾病等方面得到证实；3、微生物和生物粉尘，包括细菌、霉菌的孢子体、花粉、动物和人的体表脱落物、螨等微小生物的尸骸及排泄物过敏粉尘等、包含于唾液飞沫中的病毒等，粒径在2至15微米，危害健康的方式主要有疾病传播或过敏。

空气净化器已经被广泛的应用于欧美等经济发达地区的家庭，并且形成了一定的市场规模，国外空气净化器的兴起，源自于欧州人种对花粉的体质过敏，进而演变到对室内其它的污染物如粉尘、气溶胶、有机污染物、悬浮微生物的净化，净化方式包括静电集尘、HEPA过滤、吸附净化、光催化等多种。国内的室内空气净化市场刚刚启动，净化范围多见于净化室内因装修造成的污染，如甲醛、苯、VOCs等。但是并没有一种针对灰霾污染和近地臭氧污染以及室内空气污染进行综合净化的净化装置。

因此，发明一种能针对灰霾污染和近地臭氧污染以及室内空气污染进行综合净化的过滤器，以有效地净化室内环境，提高生活质量，预防因空气污染引起的疾病，具有非常重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，本发明提供一种空气净化过滤器

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：一种空气净化过滤器，其包括一壳体，其特征在于：在所述的壳体内设置有PM2.5的颗粒物过滤层、有机污染物净化层和臭氧催化净化过滤层。

在所述的壳体内还设置有初效过滤层、抗菌过滤层和由负离子发生材料构成的负离子发生层三层中的至少一层。

其中所述的PM2.5的颗粒物过滤层为玻璃纤维滤纸、聚丙烯熔喷静电驻极滤纸、聚丙烯熔喷静电驻极复合滤纸、可用吸尘器清洁的复合滤纸、可以使用水洗的聚四氟乙烯或聚偏氟乙烯微孔膜过滤滤纸或HEPA过滤纸。

其中所述的有机污染物净化层的材料为活性碳或改性活性碳、分子筛或改性分子筛、过氧化物氧化吸收材料、由金属氧化物和多孔吸附材料构成的有机污染物催化净化材料或通过化学反应对有机物进行降解或络合的化学制剂。

其中所述的臭氧催化净化过滤层的材料为锰-钯催化剂、铂族贵金属催化剂、有机催化剂或化学法中和剂。

其中所述的初效过滤层的材料为尼龙或聚丙烯材料的水洗网、无纺布、聚氨酯或聚醚泡棉或具有三维结构的三明治过滤网。

其中所述的抗菌过滤层由银离子抗菌材料或无机盐或有机抗菌材料复合构成。

其中所述的负离子发生层的负离子的发生材料为电气石、托吗啉石、锗石或负离子发生复合材料。

该过滤器可制成圆柱体形、圆环体形、长方体形、多边体形或其他规格的形状。

本发明的有益效果：本空气净化过滤器包括一壳体，在壳体内设置有PM2.5的颗粒物过滤层、有机污染物净化层和臭氧催化净化过滤层，同时还设置有初效过滤层、抗菌过滤层和由负离子发生材料构成的负离子发生层三层中的至少一层，使用这么一种新型空气净化过滤器在净化室内空气污染的同时净化因大气灰霾污染和近地臭氧污染导致的PM2.5伤肺颗粒物及超出国家卫生安全标准的臭氧，对提高生活质量，预防因空气污染引起的疾病，具有非常重要的现实意义。

附图说明

附图1为本发明的结构示意图；

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述：

本发明空气净化过滤器包括一壳体7，在壳体内设置有PM2.5的颗粒物过滤层2、有机污染物净化层4和臭氧催化净化过滤层3，同时还设置有初效过滤层1、抗菌过滤层6和由负离子发生材料构成的负离子发生层5三层中的至少一层各个过滤层的装配可以使用包括但不限于此的塑胶、纸质、金属、热风棉、硬质无纺布材料的一种或其混合物。

参考附图1，以空气流入方向为顺序，提出一种组合方式，进行本发明的描述：A、初效过滤层1，滤出大部分空气漂浮的衣物纤维脱落物、毛发等，初效过滤层1可以进行水洗重复使用，保护了后续的净化效果持久。初效过滤层1的材料选择包括但不限于尼龙或聚丙烯材料的水洗网、无纺布、聚氨酯或聚醚泡棉、具有三维结构的三明治过滤网。初效过滤层1表面可以进行包括但不限于银离子抗菌处理、无机盐抗菌处理、光催化材料处理等能够加强初效过滤层效能和易于清洗的处理方式。B、PM2.5微粒过滤层2，可以包括但不限于玻璃纤维滤纸、聚丙烯熔喷静电驻极滤纸、聚丙烯熔喷静电驻极复合滤纸、可用吸尘器清洁的复合滤纸、可以使用水洗的PTFE(聚四氟乙烯)或PVDF(聚偏氟乙烯)微孔膜过滤滤纸。使用的过滤纸的风阻应当在30—400pa、过滤效率在70—99.995％，优选的过滤效率大于95％。滤纸需要折叠成具有一定高度和折距的过滤器，在折叠后的固定上，可以采用包括打胶、间歇打胶、不打胶、梳妆齿固定、隔板固定等工艺方式。折叠好的PM2.5微粒过滤层2，在与边框的固定密封上，可以采取包括但不限于AB胶固定、热熔胶固定、热熔胶平面刮胶固定、不干胶固定方式。C、臭氧催化净化过滤层3：臭氧催化净化过滤层3使用的催化剂包括但不限于锰-钯催化剂、铂族贵金属催化剂、有机催化剂。或使用化学法应剂，包括但不限于碘酸盐等。催化剂将被担载于包括但不限于铝蜂窝结构材料、纸制或塑料蜂窝状结构材料、活性碳和分子筛多孔颗粒材料上，制成臭氧催化净化过滤层3。D、有机污染物净化层4：吸附净化材料包括但不限于活性碳或改性活性碳、分子筛或改性分子筛、过氧化物氧化吸收材料(例如过氧尿素)、由金属氧化物和多孔吸附材料构成的有机污染物催化净化材料、可以通过化学反应对有机物进行降解或络合的化学制剂(例如酰肼类甲醛络合剂)等。有机污染物净化层结构是将吸附净化材料担载于包括但不限于蜂窝结构材料、聚氨酯或聚醚开孔泡棉材料、具有立体结构的骨架材料、无纺布类材料，制成过滤器。E、负离子发生层5：以提供以水电解产生对人的健康真正有益的羟基负离子，负离子的发生材料包括但不限于电气石、托吗啉石、复合负离子发生材料。负离子发生层的负离子发生量为发生量为200—20000个/立方厘米，优选的，为800—5000个/立方厘米。负离子的主要成分为水在具有压电效应的天然矿物上分解产生的羟基负离子。负离子发生材料将被担载在包括但不限于限于蜂窝结构材料、聚氨酯或聚醚开孔泡棉材料、具有立体结构的骨架材料、活性碳颗粒材料、分子筛颗粒材料、陶瓷颗粒材料、堇青石蜂窝材料。F、抗菌过滤层6：消除经PM2.5过滤层后残余的空气中的微生物，抗菌材料可以选择银离子、无剂矿物盐包括但不限于铜、镍、钴等、有机抗菌剂包括但不限于季铵盐类、天然抗菌提取物包括但不限于银杏叶提取物、儿茶素类、蟹壳素类等。抗菌材料担载于多孔蓬松材料上，包括但不限于彭胶棉、聚氨酯或聚醚泡棉、热风棉、无纺布、金属网状材料。

下面选择两个实例并对其进行测试。

测试设备：30立方米标准测试密封仓，API400E(IZS)高精度臭氧测试仪，IAQRAE(PGM-5200)多参数气体分析仪，IM5005负离子测试仪，MA300B激光粒子计数器，TSI8250激光数字粉尘仪。

实施例1

使用有上海新技电子有限公司生产的XJ-3000型空气净化器，将其中的普通滤芯更换成本发明的过滤器结构。

过滤器结构：

初效过滤层1：40目尼龙可水洗初效过滤网。

PM2.5的颗粒物过滤层2：99.97玻璃纤维过滤纸，折高65mm，折距3mm，双面溶胶胶线固定，两端用AB胶灌封于纸制端盖上。

臭氧催化净化过滤层3：铝蜂窝结构臭氧过滤器，厚度10mm。

有机污染物净化层4：小颗粒改性椰壳碳与4A改性分子筛混合物，附着于30PPI聚醚泡棉，厚度10mm。

负离子发生层5：400目负离子粉粘附于40PPI聚醚泡棉上，厚度5mm。

抗菌过滤层6：表面涂装银离子抗菌材料的彭胶棉，厚度8mm

将上述各层装配于整体纸盒中，置于XJ-3000空气净化器中，进行测试，结果见附表。

实施例2

使用有江苏爱普润电器有限公司生产的B350H05型空气净化器，将其中的普通滤芯更换成本发明的过滤结构。

过滤器结构：

初效过滤层1：40目尼龙可水洗初效过滤网。

PM2.5的颗粒物过滤层2：99.5％聚丙烯静电驻极复合过滤纸，折高35mm，折距3mm，双面溶胶胶线固定。

臭氧催化净化过滤层3：聚醚泡棉涂装结构臭氧过滤器，厚度5mm。

有机污染物净化层4：圆柱状改性煤质碳，填装于纸制蜂窝材料中(东莞宇洁新材料有限公司)，厚度10mm。

负离子发生层5：800目负离子粉粘附于40PPI聚醚泡棉上，厚度5mm。

抗菌过滤层6：表面涂装银离子抗菌材料的热风棉，厚度2mm。

将上述各层装配于整体纸盒中，置于B350H05空气净化器中，进行测试，结果见附表。

附表：

 

净化项目	XJ-3000	爱普润	备注
				PM2.5	99.9％	99.3％	单次效率
有机污染物	83％	86％	甲苯，初始浓度10ppm，1小时
				臭氧	86％	82％	入口浓度120ppb，单次过滤效率
负离子发生量	900	1200	个/立方厘米
				CADR值	120	180	立方米/小时，香烟烟雾测试

以上所述实施例，只是本发明的较佳实例，并非来限制本发明实施范围，故凡依本发明申请专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明专利申请范围内。

Claims (9)

1、一种空气净化过滤器，其包括一壳体，其特征在于：在所述的壳体内设置有PM2.5的颗粒物过滤层、有机污染物净化层和臭氧催化净化过滤层。

2、根据权利要求1所述的一种空气净化过滤器，其特征在于：在所述的壳体内还设置有初效过滤层、抗菌过滤层和由负离子发生材料构成的负离子发生层三层中的至少一层。

3、根据权利要求1所述的一种空气净化过滤器，其特征在于：其中所述的PM2.5的颗粒物过滤层为玻璃纤维滤纸、聚丙烯熔喷静电驻极滤纸、聚丙烯熔喷静电驻极复合滤纸、可用吸尘器清洁的复合滤纸、可以使用水洗的聚四氟乙烯或聚偏氟乙烯微孔膜过滤滤纸或HEPA过滤纸。

4、根据权利要求1所述的一种空气净化过滤器，其特征在于：其中所述的有机污染物净化层的材料为活性碳或改性活性碳、分子筛或改性分子筛、过氧化物氧化吸收材料、由金属氧化物和多孔吸附材料构成的有机污染物催化净化材料或通过化学反应对有机物进行降解或络合的化学制剂。

5、根据权利要求1所述的一种空气净化过滤器，其特征在于：其中所述的臭氧催化净化过滤层的材料为锰-钯催化剂、铂族贵金属催化剂、有机催化剂或化学中和剂。

6、根据权利要求2所述的一种空气净化过滤器，其特征在于：其中所述的初效过滤层的材料为尼龙或聚丙烯材料的水洗网、无纺布、聚氨酯或聚醚泡棉或具有三维结构的三明治过滤网。

7、根据权利要求2所述的一种空气净化过滤器，其特征在于：其中所述的抗菌过滤层由银离子抗菌材料或无机盐或有机抗菌材料复合构成。

8、根据权利要求2所述的一种空气净化过滤器，其特征在于：其中所述的负离子发生层的负离子发生材料为电气石、托吗啉石、锗石或负离子发生复合材料。

9、根据权利要求1或2所述的一种空气净化过滤器，其特征在于：该过滤器可制成圆柱体形、圆环体形、长方体形、多边体形或其他规格的形状。

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