CN104437012A - 空气过滤装置及空气滤净器 - Google Patents

Abstract

一种空气过滤装置及空气滤净器，该空气过滤器包含：一泵及至少一空气过滤装置。泵用以吸入一室内空气。至少一空气过滤装置连接泵，以通过一过滤件过滤室内空气中分子量大于或等于44的分子，以输出一滤净气体，并将室内空气中分子量大于或等于44的分子排出至室外。

Description

空气过滤装置及空气滤净器

技术领域

本发明涉及一种过滤装置，特别是一种具有过滤空气中分子量大于或等于44的分子的空气过滤装置及其空气滤净器。

背景技术

近年来，通过空气传播的疾病越来越受重视，各国都投入相当多的金钱来防疫，除了消极地对病患进行隔离或是利用药品控制外，积极地应是加强室内空气的循环，以维持室内空气的品质，以降低病菌通过空气传播的机率。

一般来说，为维持室内空气清新，需要与户外的新鲜空气进行换气，这需要改变原有的冷气系统，对旧大楼与一般住家都需要一笔不小的费用，旧设备回收不当也会造成环境污染。另外，现今常见设置于室内的空气滤净装置，多为氧气制造机或是氮气制造机，其不但对过滤器的细孔具有严格的规格要求，且对压缩机等设备的空气压缩能力也有所要求，因此使得其制造成本无法降低，而无法普及。因此，本发明人有感上述问题的可改善，乃潜心研究并配合学理的运用，而提出一种设计合理且有效改善上述问题的本发明。

发明内容

本发明的目的在于，解决已知技术耗费高制作成本，而无法有效提升室内空气品质的问题，特别是无法有效过滤室内空气中的二氧化碳或是有害化学气体分子，或是降低其浓度，以避免人体因室内二氧化碳浓度过高或是有害化学气体过多，而造成身体不适的状况的问题。

本发明实施例在于提供一种空气过滤装置，其通过一过滤件，过滤一室内空气中分子量大于或等于44的分子，以输出一滤净气体，且将室内空气中分子量大于或等于44的分子排出至室外。

本发明的另一实施例在于提供一种空气滤净器，其包含：一泵及至少一空气过滤装置。泵用以吸入一室内空气。至少一空气过滤装置连接泵，以通过一过滤件，过滤室内空气中分子量大于或等于44的分子，以输出一滤净气体，并将室内空气中分子量大于或等于44的分子排出至室外。

本发明的有益效果在于：一般来说，当多人同时处于密闭空间中，人体会随着室内二氧化碳或是有害气体（例如是油漆所挥发之气体）浓度的增加，而逐渐产生头晕等不适的症状。已知技术是利用制造氧气来提升空气品质，其制作成本高昂，且由于并未有效降低二氧化碳的浓度或是过滤有害气体，因此成效不显著；而本案是利用过滤室内空气中分子量大于或等于44的分子，特别是指二氧化碳，藉以有效地降低室内空气中的二氧化碳浓度，以达到提升空气品质的目的，且由于二氧化碳及有害气体的分子量大，因此过滤膜的制作成本相对较低。

为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1为本发明的空气过滤装置的第一实施例的过滤示意图。

图2为本发明的空气过滤装置的第一实施例的排气示意图。

图3为本发明的空气过滤装置的第二实施例的过滤示意图。

图4为本发明的空气过滤装置的第二实施例的截面示意图。

图5为本发明的空气过滤装置的第二实施例的另一态样示意图。

图6为本发明的空气过滤装置的第三实施例的示意图。

图7为本发明的空气滤净器的第一实施例的待机示意图。

图8为本发明的空气滤净器的第一实施例的过滤示意图。

图9为本发明的空气滤净器的第二实施例的过滤示意图。

图10为本发明的空气滤净器的第二实施例的排气示意图。

图11为本发明的空气滤净器的第二实施例的负压清洁示意图。

图12为本发明的空气滤净器的第三实施例的室内机示意图。

图13为本发明的空气滤净器的第三实施例的室外机示意图。

【符号说明】

1：空气过滤装置

10：壳体

101：第一通口

1011：第一气阀

102：出风口

1021：出气阀

103：第二通口

1031：第二气阀

11：过滤件

12：中央气道

13：出风气道

14：支撑体

2：空气滤净器

20：滤净器壳体

201：第一进气口

202：第二进气口

203：出气口

30：风扇模块

40：泵

401：抽气端

402：出气端

50：检测模块

60：粉尘过滤模块

70：控制模块

80：气阀控制模块

80a：进气气道

80b：排气气道

801：室内空气进气口

8011：进气气阀

802：废气排放口

8021：排气气阀

A：二氧化碳分子

B：氧气分子

C：氮气分子

I：室内

具体实施方式

〔第一实施例〕

请一并参阅图1及图2，其为本发明的空气过滤装置的第一实施例的示意图。如图所示，空气过滤装置1包含：一壳体10及一过滤件11。壳体10具有一第一通口101及一出风口102。过滤件11设置于第一通口101与出风口102之间。其中，室内空气由第一通口101进入，通过过滤件11过滤该室内空气中分子量大于或等于44的分子（例如：二氧化碳、油漆所挥发的气体），以由出风口102输出一滤净气体。优选地，第一通口101可以装设有粉尘过滤网，藉以可避免空气中其他的脏污粒子，卡在过滤件11中，而使其过滤效能降低。另外的实施态样中，于过滤过程中，可以通过泵将室内空气增压后，由第一通口101灌入空气过滤装置1，以加速其整体过滤效能。

举例来说，如图1所示，室内空气中的氧气分子B（分子量32）及氮气分子C（分子量28）的分子量皆小于44，而二氧化碳分子A的分子量为44；也就是说，本发明的过滤件11可以过滤室内空气中分子量大于或等于二氧化碳分子A的分子，而室内空气中的氧气分子B及氮气分子C可以直接穿过该过滤件11，藉此可以有效降低空气中二氧化碳浓度并有效过滤空气中的有害气体。具体地说，人处于密闭空间中，会随着二氧化碳的浓度或是有害化学气体（例如是油漆所挥发的气体）的增加，而产生头晕等不适感。本发明的空气过滤装置1可以过滤室内空气中的二氧化碳及相关有害化学气体，藉以可有效降低室内空气的二氧化碳及相关有害化学气体的浓度，以改善人体因二氧化碳浓度过高或是有害化学气体过多而感到不适的问题。特别说明的是，图式中的二氧化碳分子A、氧气分子B、氮气分子C的分子大小以及第一通口101及出风口102的口径大小仅为示意。

如图2所示，在实际应用中，出风口102可以是设置有电动的出气阀1021，藉以可以通过控制该出气阀1021，以使空气过滤装置1进行排气作业。具体来说，当分子量大于或等于44的分子累积过多时，空气过滤装置1内呈现高压状态，此时将出风口102关闭，而使第一通口101对外保持通畅，这些分子量大于或等于44的分子会因为高低压差而快速地由空气过滤装置1内向外排出。

〔第二实施例〕

请一并参阅图3至图5，本实施例与上述实施例最大不同之处为，本实施例所述的空气过滤装置1可以是制作为一圆筒状。如图3所示，空气过滤装置1包含：一壳体10、过滤件11、一中央气道12及一出风气道13。过滤件11环绕地包覆于中央气道12的周缘，且出风气道13环绕地包覆于过滤件11的周缘；而中央气道12的一端为一第一通口101，另一端为一封闭端；出风气道13的一端具有一出风口102，另一端为一封闭端。

如图3及图4所示，上述本实施例的空气过滤装置1由侧面剖视图观之，由外而内依序为壳体10、出风气道13、过滤件11及中央气道12。室内空气由第一通口101进入中央气道12，并经过过滤件11过滤其中分子量大于或等于44的分子后，进入出风气道13而由出风口102输出滤净气体。在实际应用中，上述过滤件11可以是具有多个过滤晶体（例如：钠离子铝硅盐酸化合物）的分子筛，或是具有多个过滤孔洞的过滤膜。

如图5所示，若过滤件11选用上述具有多个过滤孔洞的过滤膜时，可以于过滤膜与出风气道13间设置一支撑体14，也可以是于过滤膜的两侧皆设置支撑体14，以支撑过滤膜。其中，支撑体14可以为多孔材料，例如：陶瓷粒、玻璃纤维、硬质的发泡棉等，以防止过滤膜受高压而破裂。

〔第三实施例〕

请参阅图6，其为本发明的空气过滤装置的第三实施例。如图所示，空气过滤装置1包含：一壳体10及一过滤件11。室内空气由第一通口101进入后，室内空气中的二氧化碳分子A，由于分子量大于44所以被过滤件11拦截，而氧气分子B和氮气分子C分子量小于44，因而可通过过滤件11而由出风口102输出。本实施例与上述实施例最大不同之处为，壳体10更可以具有一第二通口103，其可以与第一通口101设置于同侧，藉以可用来排放分子量大于或等于44的分子（例如：二氧化碳分子A、油漆挥发的气体或是相关有害气体）。具体来说，空气过滤装置1于过滤过程中，可以是将第二通口103关闭，而开启第一通口101及出风口102；而于排气过程中，可以是仅开启第二通口103，利用内外压力差，而使空气过滤装置1内部的分子量大于或等于44的分子快速排出。

〔第四实施例〕

请参阅图7至图8，其为本发明的空气滤净器的第一实施例的示意图。特别说明的是，上述空气过滤装置1所过滤的分子量大于44的分子，于本实施例中，是以二氧化碳为例，但并不局限于此。如图7所示，空气滤净器2包含：一空气过滤装置1、一滤净器壳体20、一风扇模块30、一泵40、检测模块50、粉尘过滤模块60及一控制模块70。关于空气过滤装置1的运作方式与前述实施例相同，于此不多加赘述。特别说明的是，滤净器壳体20开设有一第一进气口201、一第二进气口202及一出气口203。其中，第一进气口201设置有一检测模块50，用以检测室内空气的二氧化碳浓度，又或者可以是检测其他有害气体的浓度。

风扇模块30设置于滤净器壳体20内，且设置于第一进气口201及出气口203之间。泵40具有一抽气端401及一出气端402；抽气端401连接第二进气口202，出气端402连接空气过滤装置1的第一通口101。优选地，第一进气口201、第二进气口202及出气口203可以设置有一粉尘过滤模块60（图中仅于第二进气口202绘制，但实际应用并不局限于此）。特别说明的是，上述空气滤净器2设置于室内I，且空气过滤装置1的第二通口103通过一排气气管（未标号）连接至室外。控制模块70电性连接检测模块50及泵40，并依据检测模块50所量测的二氧化碳浓度，而控制泵40的启闭运作。

详细地说，如图7所示，当风扇模块30运作时，室内空气由第一进气口201进入，并通过风扇模块30的辅助而由出气口203吹出；此时，设置于第一进气口201的检测模块50会即时地检测这些流入的室内空气的二氧化碳浓度。如图8所示，当检测模块50检测二氧化碳浓度高于一预定浓度（可以依据实际室内人数以及空气过滤器的过滤量进行设定）时，控制模块70据以控制泵40进行运作，泵40将室内空气由第二进气口202吸入且加压后，将室内空气由空气过滤装置1的第一通口101输入，藉以通过过滤件11过滤该室内空气中分子量大于44的分子（例如二氧化碳分子A），以由出风口102输出滤净空气（例如包含氧气分子B及氮气分子C）。特别说明的是，图式中的二氧化碳分子A、氧气分子B、氮气分子C的分子大小以及第一通口101及出风口102的口径大小仅为示意。

在实际应用中，空气过滤装置1的出风口102可以设置于风扇模块30的出风侧，藉以通过风扇模块30的辅助，而使经空气过滤装置1过滤的滤净空气快速地由出气口203向外吹出。当然，在另外实施态样中，在泵40运作的过程中，控制模块70可以是即时的依据检测模块50所检测的二氧化碳浓度，再即时地调整泵40的运转速度，以增加其空气净化的效率。其中，上述的二氧化碳浓度，可以是依据使用者所需进行调整，例如是可以是介于600ppm～1000ppm间，于此并不多加限制。

在另外的实施态样中，也可以于空气过滤装置1的出风口102增设有检测模块（图未示），藉以检测空气过滤装置1所过滤出的空气的二氧化碳浓度，据以可即时判断该空气过滤装置1是否正常运作；当然，在具体的实施态样中，当其检测到出风口102的二氧化碳浓度过高时，可以是以警示灯号或是声响，又或者是可以停止空气滤净器2作用的方式提醒使用者。

〔第五实施例〕

请一并参阅图9至图11，其为本发明的空气滤净器的第二实施例的示意图。如图所示，空气滤净器2设置于室内I，其包含：两组空气过滤装置1、一泵40及一气阀控制模块80。各组空气过滤装置1包含有一第一通口101、一出风口102及一第二通口103，且其分别装设有一第一气阀1011、一出气阀1021及一第二气阀1031。泵40具有一抽气端401及一出气端402。气阀控制模块80包含一进气气道80a及一排气气道80b。进气气道80a的一端为一室内空气进气口801，其设置有一进气气阀8011，而该进气气道80a的另一端连接泵40的抽气端401；且各空气过滤装置1的第二通口103分别与该进气气道80a相连接。排气气道80b的一端为废气排放口802，其设置有一排气气阀8021，而该排气气道80b的另一端连接泵40的出气端402；且各空气过滤装置1的第一通口101分别与该排气气道80b相连接。

如图9所示，其为显示当空气滤净器2进行过滤作业时，各气阀的开关状态及气体流向的状态。当两个空气过滤装置1同时进行过滤作业时，各第一气阀1011、各出气阀1021开启，而各第二气阀1031关闭；进气气道80a的进气气阀8011开启，而排气气道80b的排气气阀8021关闭。此时，泵40的抽气端401抽取由室内空气进气口801进入的室内空气，并经过增压后，由泵40的出气端402排出，并进而经由各空气过滤装置1的各第一通口101进入空气过滤装置1中，以进行过滤作业，以从各空气过滤装置1的各出风口102输出滤净空气。

如图10所示，其为显示当空气滤净器2进行排气（排出分子量大于等于44的分子）作业时，各气阀的开关状态及气体流向的状态。当空气过滤装置1进行过滤作业一段时间后，空气过滤装置1的内部会持续累积分子量大于44的分子，而呈现高压状态，此时空气过滤装置1则必须进行排气的作业。详细地说，空气滤净器2设置于室内I，当两个空气过滤装置1同时进行排气作业时，各第一气阀1011开启，而各出气阀1021及各第二气阀1031关闭；进气气道80a的进气气阀8011关闭，而排气气道80b的排气气阀8021开启。

当各气阀如上述设置方式启闭时，位于空气过滤装置1内，分子量大于44的高压分子（气体），会快速地由第一通口101向相对低压的排气气道80b流动，进而由废气排放口802排出至室外。在实际应用中，可以是于空气过滤装置1中设置有气压检测器，当气压值到达一临界值时，可以据以传送信号至气阀控制模块80，据以调整各气阀的启闭状态，以进行排气作业；在另外的实施中，也可以是气阀控制模块80依据空气过滤装置1的使用时间，以启闭各气阀进行排气作业。

如图11所示，其为显示当空气滤净器2进行负压清洁时，各气阀的启闭状态及气体流向的状态。当空气过滤装置1使用一段时间后，其内部的过滤件11可能会藏污纳垢或是卡有一些脏污，如此会使得空气滤净器2的整体过滤效率变差，此时可以通过泵40对空气过滤装置1内部进行抽气，以对其进行负压清洁作业，藉以清除卡于过滤件11上的脏污。详细地说，进行负压清洁时，各空气过滤装置1的第一通口101的第一气阀1011、出风口102的出气阀1021为关闭，而第二通口103的第二气阀1031为开启；进气气道80a的进气气阀8011为关闭，而排气气道80b的排气气阀8021为开启，且泵40的抽气端401进行吸气作业，藉以可使进气气道80a形成一负压空间，而使得空气过滤装置1中的这些脏污分子，可以通过正负压差的关系快速地向外排出至进气气道80a，进而再通过泵40由排气气道80b的废气排放口802排出至室外。在实际应用中，可以于泵40的抽气端401设置有粉尘过滤模块；气阀控制模块80可以是依据空气滤净器2的使用时间，而控制各气阀的启闭，以进行负压清洁的作业。

诚如上述，空气滤净器2的运作方式，可以如同上述于过滤一段时间后，先进行排气作业，再进行负压清洁作业，而在作完负压清洁作业后，必须先将空气过滤装置1内的气压恢复至一常压状态，藉以重复进行上述过滤作业。所述的恢复常压的作业为，将各空气过滤装置1的第二气阀1031开启，各第一气阀1011及出气阀1021关闭，进气气阀8011开启，排气气阀8021关闭，藉以可使空气过滤装置1内部与进气气道80a相互连通，而使室内空气可自由地于进气气道80a与空气过滤装置1间流动，进而可使空气过滤装置1内部气压与室内气压相等。

特别说明的是，上述是以两组空气过滤装置1同时进行运作进行说明，但不以此为限，在实际应用中可以是依据需求，更变设计为单一组空气过滤装置1进行运作，或是两组空气过滤装置1交替地进行过滤作业。

〔第六实施例〕

请一并参阅图12及图13，其为本发明的空气滤净器分别应用作为室内机及室外机的示意图。如图所示，空气滤净器2包含：一滤净器壳体20、一风扇模块30、一泵40、一检测模块50、一粉尘过滤模块60及一气阀控制模块80。滤净器壳体20包含：一第一进气口201、一第二进气口202及一出气口203；第一进气口201及第二进气口202可以分别装设有粉尘过滤模块60（图中仅于第一进气口201绘示，但不以此为限）。泵40具有抽气端401及出气端402，其分别连接气阀控制模块80；气阀控制模块80连接两个空气过滤装置1。气阀控制模块80包含一室内空气进气口801及一废气排放口802；室内空气进气口801与第二进气口202相连接，而废气排放口802连接至室外。

简单地说，空气滤净器2通过检测模块50检测室内空气的二氧化碳浓度（图中是将检测模块50设置于空气滤净器2内部为示意，实际应用中，也可以是将检测模块50设置于空气滤净器2的滤净器壳体20外）。当检测模块50检测室内空气的二氧化碳浓度超过一预定浓度时，则启动泵40以由第二进气口202，抽取室内空气进入空气过滤装置1中进行过滤作业，而过滤后的滤净气体，则经由空气过滤装置1的出风口102排出后，通过风扇模块30的辅助，而由出气口203吹出至室外，而过滤过程中所过滤的这些分子量大于44的分子（例如：二氧化碳或是油漆挥发的气体等相关有害化学气体），则通过气阀控制模块80的废气排放口802排出至室外。上述仅简单地说明，详细地空气过滤、排气及负压清洁的连接关系与作动关系，请参酌前述实施例所述，与此不多加赘述。

值得一提的是，泵40可以邻近于第一进气口201设置，藉此由第一进气口201进入的室内空气，可用以辅助泵40及内部空气过滤装置1进行散热。优选地，第一进气口201、第二进气口202及出气口203可以依据需求，设置有粉尘过滤模块60。在实际应用中，可以是如图所示，将检测模块50设置邻近于空气过滤装置1的出风口102，藉以检测空气过滤装置1输出的滤净气体，其二氧化碳（或是有害气体）浓度是否高于一预定浓度，若其高于该预定浓度，则可能表示过滤件11不干净，此时则可以控制气阀控制模块80及泵40，对空气过滤装置1进行负压清洁的作业，而若经负压清洁作业后，滤净气体的二氧化碳（或是有害气体）浓度仍高于上述预定浓度，则空气滤净器2可以是发出警示声响或是警示灯号，提醒使用者空气过滤装置1需要维修，例如是必须更换过滤件11。其中，上述二氧化碳浓度的预定浓度可以是依据室内人数、室内大小进行设计，举例来说，一位成人呼吸产生的二氧化碳约为0.3公升/秒，预定浓度可以是配合空气过滤装置1的最大过滤量，配合上述数值进行设计。

以上所述仅为本发明的优选可行实施例，非因此局限本发明的专利范围，故举凡运用本发明说明书及图式内容所为的等效技术变化，均包含于本发明的范围内。

Claims (15)

1.一种空气过滤装置，其特征在于，所述空气过滤装置通过一过滤件来过滤一室内空气中分子量大于或等于44的分子，以输出一滤净气体，并且将所述室内空气中分子量大于或等于44的分子排出至室外。

2.根据权利要求1所述的空气过滤装置，其特征在于，所述空气过滤装置具有一第一通口及一出风口，所述过滤件设置于所述第一通口与所述出风口之间，所述室内空气由所述第一通口进入并且经所述过滤件过滤，由所述出风口输出所述滤净气体。

3.根据权利要求2所述的空气过滤装置，其特征在于，所述空气过滤装置还包含一第二通口，所述第二通口用以排出所述室内空气中分子量大于或等于44的分子。

4.根据权利要求2所述的空气过滤装置，其特征在于，所述出风口具有一出气阀，当所述出气阀关闭所述出风口时，所述室内空气中分子量大于或等于44的分子由所述第一通口排出至室外。

5.根据权利要求1所述的空气过滤装置，其特征在于，所述空气过滤装置还包含一中央气道，所述中央气道的一端为一第一通口，所述中央气道的另一端为封闭端，且所述中央气道的外围包覆有所述过滤件，所述过滤件的外围包覆有一出风气道，所述出风气道的一端为一出风口。

6.根据权利要求5所述的空气过滤装置，其特征在于，所述过滤件为具有多个过滤晶体的分子筛或是具有多个过滤孔洞的过滤膜。

7.根据权利要求6所述的空气过滤装置，其特征在于，所述过滤晶体为钠离子铝硅盐酸化合物。

8.根据权利要求6所述的空气过滤装置，其特征在于，所述出风气道包含有一支撑体，所述支撑体用以支撑具有多个过滤孔洞的过滤膜。

9.根据权利要求8所述的空气过滤装置，其特征在于，所述支撑体为多孔材料。

10.一种空气滤净器，其特征在于，所述空气滤净器包含：

一泵，用以吸入一室内空气；

至少一空气过滤装置，连接所述泵，以通过一过滤件来过滤所述室内空气中分子量大于或等于44的分子以输出一滤净气体，并且将所述室内空气中分子量大于或等于44的分子排出至室外。

11.根据权利要求10所述的空气滤净器，其特征在于，所述泵具有一抽风端及一出气端，所述室内空气由所述抽风端吸入后，经所述泵增压而由所述出气端排出。

12.根据权利要求11所述的空气滤净器，其特征在于，所述至少一空气过滤装置具有一第一通口及一出风口，所述第一通口连接所述泵的所述出气端，所述过滤件设置于所述第一通口与所述出风口之间，经所述泵增压后的所述室内空气由所述第一通口进入并且经所述过滤件过滤，由所述出风口输出所述滤净气体。

13.根据权利要求12所述的空气滤净器，其特征在于，所述出风口具有一出气阀，当所述出气阀关闭所述出风口时，所述第一通口将所述室内空气中分子量大于或等于44的分子排出至室外。

14.根据权利要求12所述的空气滤净器，其特征在于，所述至少一空气过滤装置还包含一第二通口，且所述第一通口具有一第一气阀，所述第二通口具有一第二气阀，并且所述出风口具有一出气阀。

15.根据权利要求14所述的空气滤净器，其特征在于，当所述第一气阀及所述出气阀关闭时，所述泵的所述抽风端抽取所述至少一空气过滤装置中的分子量大于或等于44的分子，使其由所述出气端排出至室外。